Уравновешивание квантовых многочастичных быстрых нейтринных ароматических осцилляций

Недавно исследователи обнаружили, что нейтрино в очень плотной среде могут образовывать сильные корреляции (другими словами, квантовую запутанность) посредством взаимных взаимодействий. Это может происходить при коллапсе ядра сверхновых или слияниях нейтронных звезд. Со временем нейтрино с разными начальными ароматами достигают похожего равновесного аромата и распределения энергии. Статья опубликована в журнале Physical Review D. Обнаружено, что взаимодействие между нейтрино хорошо аппроксимируется с использованием результатов теории случайных матриц. Это открытие также подразумевает, что квантовые состояния нейтрино будут развиваться хаотично, поскольку они взаимодействуют друг с другом. Этот результат впоследствии был подтвержден подробными численными симуляциями, которые продемонстрировали возникновение этого хаотического поведения. Численные результаты также показывают, что после достаточно длительного взаимодействия каждое индивидуальное нейтрино дает похожее смешанное состояние импульса-аромата.

Симметричный тор Мэдисона обеспечивает стабильную плазму при температуре в 10 раз превышающей предел Гринвальда

В исследовании, опубликованном 29 июля в Physical Review Letters, физики из Университета Висконсин-Мэдисон создали плазму токамака, которая стабильна при температуре, в 10 раз превышающей предел Гринвальда. В эксперименте учёные использовали Madison Symmetric Torus (MST), который был разработан для работы в качестве токамака. Он позволяет напрямую сравнивать две тороидальные конфигурации в одном устройстве. В отличие от других токамаков, металлический пончик, в котором размещается плазма MST, толстый и высокопроводящий, что обеспечивает более стабильную работу. Результаты были получены в слабом магнитном поле и низкотемпературной плазме, которая не способна производить термоядерную энергию, поэтому вряд ли будут напрямую применимы к термоядерным реакторам, таким как ИТЭР и другим, которые строятся в надежде стать первыми токамаками с положительным чистым производством энергии.

Физики подтвердили расчеты перехода гелия-4 из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние

Ранее физики в эксперименте реализовали рассеяние электронов для изучения того, как гелий-4 переходит из своего основного энергетического состояния в свое первое возбужденное состояние. Эксперимент обнаружил доказательства несоответствия между теорией и экспериментом и вызвал беспокойство по поводу точности текущих теоретических расчетов. Теперь международная группа провела новые расчеты наблюдаемого перехода. Их результаты хорошо согласуются с новыми экспериментальными результатами. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Первое возбужденное состояние ядра гелия-4 имеет энергию чуть выше порога разделения ядра на протон и ядро водорода-3. Свойства этого состояния чувствительны к небольшому зазору между его энергией и порогом разделения. Новые расчеты точно воспроизводят эту разницу энергий, и это может объяснить, почему они также воспроизводят новые экспериментальные данные из Германии. Результаты помогут физикам делать точные теоретические предсказания ядерной структуры в будущем.

Экспериментальное наблюдение диссипативного временного кристалла в ридберговском газе при комнатной температуре

Исследователи из Университета Цинхуа недавно наблюдали диссипативный кристалл времени в сильно взаимодействующем ридберговском газе при комнатной температуре. Их статья, опубликованная в Nature Physics, открывает новые возможности для изучения этого захватывающего состояния материи. Диссипативный кристалл времени — это фаза материи, характеризующаяся периодическими колебаниями во времени, в то время как система рассеивает энергию. В отличие от обычных кристаллов времени, которые также могут возникать в закрытых системах без потери энергии, диссипативные кристаллы времени наблюдаются в открытых системах, в которых энергия свободно втекает и вытекает. Ключевое отличие эксперимента исследователей от подобных экспериментов, проведенных в прошлом, заключается в том, что они настроили поляризацию связывающего света, что привело |e⟩ к различным ридберговским состояниям. Взаимодействия и конкуренция между несколькими ридберговскими компонентами в установке команды значительно обогащают фазовую диаграмму их системы, позволяя возникнуть диссипативной фазе временного кристалла.

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.