Подтверждение "научной безубыточности" в реакции термоядерного синтеза с использованием лазера

Пять независимых групп исследователей рассмотрели работу и заявления группы Национального центра зажигания (NIF), которая объявила в декабре 2022 года, что они достигли первой реакции термоядерного синтеза с использованием лазера, которая превысила «научную безубыточность» — в которой больше энергии было произведено в результате искусственной реакции синтеза, чем использовано в ходе реакции. Учёные обстреляли лазерами капсулу, содержащую два типа тяжелого водорода. Это привело к выбросу рентгеновских лучей, что запустило процесс термоядерного синтеза. В эксперименте было использовано 2,05 мегаджоуля энергии для питания лазеров и измерено 3,15 мегаджоуля энергии реакции термоядерного синтеза. Во время эксперимента материал в капсуле был неожиданно перегрет за счет энергии реакции термоядерного синтеза до энергий, превышающих ту, которую дают лазеры.

Экспериментальное исследование флуктуаций в квантовых устройствах

Используя платформу квантового отжига D-Wave, обнаружено, что флуктуации могут снизить общую энергию взаимодействующих магнитных моментов, и это понимание может помочь снизить стоимость квантовой обработки в устройствах. Учёные исследовали сложное взаимодействие примерно 2000 кубитов внутри асимметричной гексагональной решетки. Они фиксировали влияние факторов, которые вызывают беспорядок на магнитные моменты — небольшого магнитного поля, создаваемого сверхпроводящими кубитами. Результаты доказали противоречивый аргумент: при некоторых физических условиях конфигурации с кластерным распределением дефектов становятся более вероятным состоянием, бросая вызов традиционным предположениям о взаимосвязи между беспорядком и энтропией.

Генерация мощных оптических вихрей с помощью лазерного генератора на тонком диске

Экспериментальную установку можно разделить на две части: вихревой генератор с тонким диском, который используется для генерации вихревого света с высокой выходной мощностью, и интерферометр Маха-Цендера, который используется для обнаружения спиральных фазовых характеристик. Изменяя положение устойчивой области резонатора, можно регулировать размер лазерного пятна основной моды на диске. В этом случае усиление каждого режима порядка можно контролировать. В эксперименте режим Лагерра Гаусса (LG) первого порядка контролировался так, чтобы иметь самый низкий порог колебаний, который доминировал над колебаниями в резонаторе и достигал высокой выходной мощности. Чтобы добиться контроля хиральных свойств, в полость была добавлена пластина из плавленого кварца с покрытием, чтобы разрушить симметрию пропускания положительного и отрицательного хирального вихревого света, что позволило контролировать хиральные свойства путем настройки угла пластины.

Впервые показана картина распределения сильного взаимодействия внутри протона

Впервые показана картина распределения сильного взаимодействия внутри протона. Подробно показано напряжение сдвига, которое сила может оказывать на кварковые частицы, составляющие протон. Результат был недавно опубликован в журнале Reviews of Modern Physics. В эксперименте к протону была приложена сила, намного превышающая четыре тонны, необходимые для выдергивания пары кварк/антикварк, с помощью высокоэнергетического электронного луча, взаимодействующего с протоном в мишени из сжиженного газообразного водорода. Подтверждено, что любое безмассовое поле со спином 2 порождает силу, неотличимую от гравитации, потому что безмассовое поле со спином 2 связано с тензором энергии-импульса таким же образом, как гравитационные взаимодействия. Таким образом установлена связь между измерением глубоко виртуального комптоновского рассеяния и гравитационным форм-фактором.

Новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Ньюкасла недавно представили новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением. Этот метод, изложенный в статье в журнале Physical Review Letters, позволяет физикам изучать электроночувствительные материалы и лучше понимать их морфологию с помощью микродифракции гелия. В экспериментах был использован сканирующий гелиевый микроскоп, в котором для коллимации пучка гелия используется точечное отверстие. С помощью этого микроскопа и тщательно разработанной стратегии удалось получить дифракционные картины с небольшой области (около 10 мкм) образца, несмотря на использование фиксированного детектора.

Источник микрогребенчатого плоского солитона

Технология, связанная с оптическими чипами, — это неизбежный путь к сохранению действия закона Мура, который стал консенсусом научных кругов и промышленности; он может эффективно решить проблемы скорости и энергопотребления электронных чипов. Ожидается, что эта технология разрушит будущее интеллектуальных вычислений и сверхскоростной оптической связи. Группа технологического университета в Сингапуре добилась прогресса в области многоволновых источников света на плоских листах. Был разработан оптический микрорезонаторный чип с плоским, широким спектром и почти нулевой дисперсией. Эффективная упаковала чипа с возможностью краевой связи дала потери менее 1 дБ.

Трансформации между скирмионами и антискирмионами при наличии температурного градиента с магнитным полем

В эксперименте, который может помочь в разработке новых устройств спинтроники с низким энергопотреблением, учёные из RIKEN и его коллеги использовали тепло и магнитные поля при комнатной температуре для создания преобразований между спиновыми текстурами — магнитными вихрями и антивихрями, известными как скирмионы и антискирмионы — в тонком пластинчатом монокристалле. Обнаружено, что когда к кристаллу прикладывался температурный градиент одновременно с магнитным полем (при комнатной температуре), антискирмионы внутри него превращались сначала в атопологические пузыри — своего рода переходное состояние между скирмионами и антискирмионами — а затем в скирмионы (поскольку градиент температуры увеличился). Затем они оставались в стабильной конфигурации как скирмионы, даже когда термический градиент был устранен.

Созданы гигантские молекулы трилобита Ридберга

Из-за волновой природы электрона множественные столкновения в этих молекулах приводят к интерференционной картине, похожей на трилобит. Более того, длина связи молекулы равна длине ридберговской орбиты — намного больше, чем у любой другой двухатомной молекулы. А поскольку электрон так сильно притягивается атомом в основном состоянии, постоянный электрический дипольный момент чрезвычайно велик: более 1700 Дебая. Чтобы наблюдать эти молекулы, ученые разработали специальный вакуумный аппарат, способный создавать эти хрупкие молекулы при сверхнизких температурах.

Открытие магнитного жидкого кристалла или первое прямое наблюдение спиновых квадрупольных моментов в спин-нематической фазе

Впервые в мире, группе исследователей удалось напрямую наблюдать спиновые квадруполи. Эта работа стала возможной благодаря замечательным достижениям последних десятилетий в разработке синхротронных установок. Учёные IBS сосредоточились на оксиде иридия Sr₂IrO₄ с квадратной решеткой, известном своим антиферромагнитным диполярным порядком при низких температурах. Обнаружено сосуществование спинового квадруполярного порядка, который становится наблюдаемым благодаря его интерференции с магнитным порядком. Этот интерференционный сигнал был обнаружен с помощью «круговой дихроичной резонансной рентгеновской дифракции» — передовой рентгеновской технологии, в которой используется рентгеновский луч с круговой поляризацией.

Открыто вещество, которое может соперничать с алмазом

Исследователи обнаружили, что когда предшественники углерода и азота подвергались воздействию экстремальной температуры и давления, полученные материалы, известные как нитриды углерода, были прочнее, чем кубический нитрид бора, второй по твердости материал после алмаза. Команда учёных подвергла различные формы прекурсоров углерода и азота давлению от 70 до 135 гигапаскалей — примерно в 1 миллион раз больше нашего атмосферного давления — и нагрела их до температуры более 1500°C. Обнаружено, что три соединения нитрида углерода содержат необходимые строительные блоки для сверхтвердости.