Ракета НАСА обнаружила новый процесс энергизации в верхних слоях атмосферы

Используя данные, полученные при запуске ракеты -носителя TRICE-2 (Twin Rockets to Investigate Cusp Electrodynamics), ученые НАСА изучили волны, распространяющиеся по линиям магнитного поля Земли в полярную атмосферу.Было известно, что эти волны ускоряют электроны, которые набирают скорость, «скользя» вдоль электрического поля волны. Но их воздействие на ионы — более гетерогенную группу положительно заряженных частиц, которые существуют наряду с электронами — было неизвестно. Оценив ионную смесь, через которую они пролетали — в основном протоны и однозарядные ионы кислорода — ученые обнаружили, что эти волны ускоряли протоны, вращающиеся вокруг линий магнитного поля Земли, а также электроны, скользящие по волнам. Результаты, опубликованные в Physical Review Letters, раскрывают новый способ энергетизации нашей верхней атмосферы.

Обнаружена новая звезда с чрезвычайно улучшенным r-процессом

Используя Gran Telescopio Canarias (GTC), астрономы из Китайской академии наук (CAS) и других организаций обнаружили новую чрезвычайно r-процесс-усиленную звезду в тонком диске Млечного Пути. Открытие было опубликовано в исследовательской статье, опубликованной 16 июля на сервере препринтов arXiv. Звезды с усилением r-процесса (RPE) представляют собой небольшую часть старых звезд с низким содержанием металлов, которые демонстрируют значительное увеличение элементов (таких как европий, торий или уран), образующихся в процессе быстрого захвата нейтронов. Эти звезды, которые в основном населяют галактическое гало и карликовые галактики-спутники Млечного Пути, являются прекрасными лабораториями для изучения r-процесса и могут помочь нам лучше понять историю формирования нашей галактики.

Анализ собственных колебаний усеченных конических оболочек, частично заполненных жидкостью

Ученые Лаборатории функциональных материалов Института механики сплошных сред добились значительных успехов в понимании динамики жидких структур. Их исследование, опубликованное в Международном журнале динамики механических систем, изучает вибрационное поведение конических оболочек, закладывая основу для достижений в области инженерного проектирования и безопасности. В работе классическая теория оболочек и акустические приближения используются для анализа вибрационного поведения усеченных конических оболочек, частично заполненных идеальной сжимаемой жидкостью. Динамическое поведение этих структур моделируется с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений, решаемых с использованием обобщенного метода дифференциальных квадратур и метода ортогональной прогонки Годунова. Исследование определяет, как уровни жидкости и углы конуса влияют на собственные частоты оболочек при различных граничных условиях, включая конфигурации с простой опорой, жесткой заделкой и консольные конфигурации. Численный анализ показывает, что определенные конфигурации могут достигать более высоких собственных частот, чем эквивалентные цилиндрические оболочки.

Обнаружена новая сверхгорячая экзопланета размером с Нептун

Используя спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), международная группа астрономов обнаружила новую экзопланету. Новый инопланетный мир, обозначенный TOI-3261b, почти такого же размера, как Нептун, а его равновесная температура превышает 1700 К. Об этом открытии сообщалось в исследовательской статье, опубликованной 5 июля на сервере препринтов arXiv. Радиус TOI-3261 b составляет приблизительно 3,82 радиуса Земли, поэтому он всего на 2% меньше Нептуна. Экзопланета имеет необычно большую массу для своего размера — около 30,3 масс Земли. Эти результаты дают высокую объемную плотность 3,0 г/см³. TOI-3261 b совершает оборот вокруг своего хозяина каждые 0,88 дня на расстоянии 0,017 а.е. от него. В связи с этим он был классифицирован как сверхкороткопериодическая планета (USP), и на данный момент это всего лишь четвертая известная сверхкороткопериодическая планета размером с Нептун. Более того, близость планеты к ее родительской звезде, которая имеет эффективную температуру около 5070 К, предполагает, что этот внесолнечный мир является сверхгорячим — с предполагаемой равновесной температурой на уровне 1722 К.

Терагерцовая спектроскопия динамики волны коллективной плотности заряда на атомном уровне позволяет увидеть электроны в замедленной съемке

Физики из Штутгартского университета под руководством профессора Себастьяна Лота разрабатывают квантовую микроскопию, которая впервые позволяет им регистрировать движение электронов на атомном уровне с чрезвычайно высоким пространственным и временным разрешением. Исследователи опубликовали свои выводы в Nature Physics. Ученые изучили материал, состоящий из элементов ниобия и селена, в котором один эффект можно наблюдать относительно ненарушенным образом: коллективное движение электронов в волне плотности заряда. Было изучено как одна примесь может остановить это коллективное движение. Для этого применяют к материалу чрезвычайно короткий электрический импульс, который длится всего одну пикосекунду. Волна плотности заряда прижимается к примеси и посылает нанометровые искажения в коллектив электронов, которые вызывают очень сложное движение электронов в материале на короткое время. Экспериментаторам приходится очень часто повторять эти измерения, чтобы получить значимые результаты. Исследователи смогли оптимизировать свой микроскоп таким образом, что он повторяет эксперимент 41 миллион раз в секунду и, таким образом, достигает особенно высокого качества сигнала.

Обратный эффект Мпембы, продемонстрированный на кубите с одним захваченным ионным атомом

Хорошо известно, что при определенных обстоятельствах теплая жидкость замерзает быстрее, чем холодная. Это явление изучал танзанийский старшеклассник по имени Эрасто Мпемба в 1960-х годах. Было обнаружено, что при других обстоятельствах также происходит обратный эффект Мпембы, при котором холодная вода нагревается быстрее, чем горячая. В этой новой работе исследовательская группа продемонстрировала, что такие эффекты могут происходить в квантовом масштабе. Группа физиков из Института науки Вейцмана в Израиле успешно продемонстрировала обратный эффект Мпембы на квантовом уровне с использованием одиночных захваченных ионов. В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, группа продемонстрировала эффект, захватив ион стронция-88, связанный с внешней термальной ванной. Ион сначала охлаждался (или нагревался) с помощью лазеров, а затем вступал во взаимодействие с теплой (или холодной) ванной, которая нагревалась (или охлаждалась) с помощью второго лазера, что приводило к медленной декогеренции его квантового состояния.

Астрономы обнаружили десятки двойных белых карликов с двойной линией

Международная группа астрономов сообщает об открытии 34 редких двойных белых карликовых (DWD) двойных систем с использованием промежуточно-дисперсионного спектрографа и системы визуализации (ISIS) на телескопе Уильяма Гершеля (WHT). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv. До сих пор большинство двойных, включая DWD, были обнаружены по доплеровским смещениям в их спектральных линиях; поэтому эти системы называются спектрально-двойными. Наблюдения показывают, что в некоторых спектрально-двойных видны спектральные линии от обеих звезд, и эти линии попеременно двойные и одинарные. Такие системы известны как двухлинейные спектрально-двойные (SB2). Обнаруженные SB2 DWD имеют массу от 0,85 до 1,55 солнечных масс и орбитальные периоды от 0,4 до 13,5 дней. Все эти системы расположены в пределах 580 световых лет от Земли, а ближайшая находится на расстоянии всего 83 световых лет. Наблюдения показали, что массы более горячего компонента в зарегистрированных двойных системах варьируются от 0,4 до 0,75 солнечных масс со средней массой около 0,53 солнечных масс. Более холодные компаньоны имеют среднюю массу около 0,45 солнечных масс.

Новый метод позволяет в десять раз увеличить время квантовой когерентности за счет деструктивной интерференции коррелированного шума

Используя деструктивную интерференцию перекрестно-коррелированного шума, физикам удалось значительно увеличить время когерентности квантовых состояний, улучшить точность управления и повысить чувствительность высокочастотного квантового зондирования. Таким образом был разработан новый метод, который решает ключевые проблемы в квантовых системах, предлагая десятикратное увеличение стабильности и прокладывая путь для более надежных и универсальных квантовых устройств. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследование было проведено экспертами в области квантовой физики, включая аспиранта Алона Сальхова под руководством профессора Алекса Ретцкера из Еврейского университета, аспиранта Цинъюня Цао под руководством профессора Федора Железко и доктора Генко Генова из Ульмского университета, а также профессора Цзяньмина Цая из Хуачжунского университета науки и технологий.

Генерация орбитального тока посредством динамики намагничивания

В настоящее время генерация орбитального тока (т. е. потока орбитального углового момента) остается гораздо более сложной задачей, чем генерация спинового тока. Тем не менее, подходы к успешному использованию орбитального углового момента электронов могут открыть возможность для разработки нового класса устройств, называемых орбитроникой. Исследователи из Университета Кейо и Университета Иоганна Гутенберга сообщают об успешной генерации орбитального тока из динамики намагничивания, феномене, называемом орбитальной накачкой. В их статье, опубликованной в Nature Electronics, излагается многообещающий подход, который может позволить инженерам разрабатывать новые технологии, использующие орбитальный угловой момент электронов. Орбитальная накачка по сути подразумевает генерацию орбитального тока посредством динамики намагничивания (т. е. плотности магнитных дипольных моментов, индуцируемых в магнитных материалах при их размещении вблизи магнита). Для проведения своих экспериментов учёные специально использовали двухслойную структуру из никеля и титана. Приложив магнитное поле к своей структуре, была успешно продемонстрирована орбитальная накачка.

Уточнение расчётов на сколько быстрее идет время на Луне

Группа физиков из Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнийском технологическом институте точнее подсчитала, насколько быстрее время течет на Луне, чем на Земле. Статья, описывающая математику, которую они использовали для расчетов, и их результаты, была размещена на сервере препринтов arXiv. Обнаружено, что время на Луне идет на 0,0000575 секунд быстрее в день (57,50 мкс/д), чем на Земле. На основе этого числа можно сделать и другие расчеты — например, если бы человек прожил на Луне 274 года, он был бы на 5,76 секунд старше, чем если бы он жил на Земле все это время.