Методом полевой микроскопии обнаружено фемтосекундное оптическое переключение в нанокристаллах оксида индия-олова размером 15 нм

Подобно тому, как антенна взаимодействует с радиоволнами, свет взаимодействует с металлическими наноструктурами. Поэтому понимание того, как структура влияет на колебания поля, дает ценные сведения о физических свойствах самой структуры. Международная исследовательская группа, в которую входят ученые из Института науки о свете им. Макса Планка (MPL), изучает изменения колебаний поля, происходящие при взаимодействии света с нанокристаллами оксида индия-олова (ITO). В рамках совместного исследовательского проекта с участием MPL и Политехнического университета Турина ученые использовали метод разрешения поля впервые для изучения взаимодействия света (в виде коротких лазерных импульсов) с нанокристаллами ITO. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

Экспериментальные доказательства физической делокализации отдельных фотонов в интерферометре

Природа квантовых частиц долгое время ставила ученых в тупик. Хотя интерференция отдельных частиц предполагает, что фотон может вести себя как рассеянная волна, целый фотон всегда обнаруживается только в одном конкретном месте. Традиционные интерпретации квантовой механики часто объясняют это предположением о том, что частица находится в суперпозиции, будучи одновременно и здесь, и там. Однако это говорит нам только о том, где находится частица в момент измерения, а не о том, где она физически находится, когда детектор отсутствует. Исследовательская группа под руководством Хольгера Ф. Хофмана, профессора Высшей школы передовых наук и инженерии Хиросимского университета, разработала метод измерения этой делокализации без нарушения волнообразной траектории фотона. Работа опубликованном в журнале New Journal of Physics.

Топологические солитоны обеспечивают работу источника частотного гребеня на микросхеме

Ученые из Калифорнийского технологического института разработали новый способ получения оптических частотных гребенок на уровне микросхем. Для генерации этих гребенчатых спектров была продемонстрирована высокая полезность устойчивого класса световых импульсов, называемых топологическими солитонами. Работа опубликована в журнале Nature.

Конденсация экситон-поляритона основного состояния при когерентном воздействии Флоке

Международная исследовательская группа под руководством Александра Кузнецова из Института твердотельной электроники им. Пауля Друде (PDI) в Берлине продемонстрировала принципиально новый способ управления конденсацией гибридных свето-материальных частиц. Используя когерентное акустическое воздействие для динамического изменения энергетического ландшафта полупроводниковой микрополости, учёные добились детерминированного управления макроскопическим квантовым состоянием и перевода его в конфигурацию с наименьшей энергией. Результаты опубликованы в журнале Nature Photonics. Управление неравновесными квантовыми системами является центральной задачей физики конденсированных сред. Демонстрируя детерминированное управление управляемым многочастичным конденсатом на твердотельной платформе, данная работа устанавливает полупроводниковые микрорезонаторы в качестве платформы для динамической квантовой инженерии и предлагает новые пути к созданию перестраиваемых, сверхбыстрых когерентных источников света, актуальных для фотоники и оптоэлектроники.

Нейтроны выявляют магнитные сигнатуры хиральных фононов

Китайские физики обнаружили новые доказательства того, что хиральные фононы и магноны могут сильно взаимодействовать внутри магнитных кристаллов. Используя нейтронную спектроскопию, группа учёных под руководством Сун Бао из Нанкинского университета составила карту магнитных сигнатур, связанных с хиральными фононами в ферримагнитном материале, выявив ранее неуловимую связь между колебаниями решетки и магнитными возбуждениями. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review Letters, могут помочь лучше понять, как тепло, звук и спин взаимодействуют в квантовых материалах.

Структурированная поверхность помогает создавать вакуум

С развитием технологий трехмерной печати появилась возможность создавать структуры со сложной пространственной геометрией, применяемые в различных областях техники. Для многих технологических процессов необходим высокий вакуум, и задачи оптимизации вакуумной техники, увеличения ее эффективности, снижения стоимости и габаритов остаются актуальной на протяжении многих лет. Обычно эти цели пытаются достичь с помощью двухэтапной схемы создания вакуума: первый этап предполагает удаление газа механическим или турбомолекулярным насосом, а на втором этапе давление снижают с помощью "геттерных" (от английского "get" – "получать") материалов, адсорбирующих остаточные газы. Оптимизация этого этапа сводится к подбору эффективных геттеров и контролю их состояния. В недавней статье [1] исследователи из Univ. of Nottingham (Великобритания) и двух британских инженерных фирм предложили новую идею увеличения эффективности этого этапа: с помощью структурированных поверхностей, создаваемых посредством 3D печати и покрытых не испаряемыми геттерами. Такие покрытия широко применяют в ускорителях частиц, вакуумных камерах, сенсорах, квантовых технологиях и других областях, где важно долгое время поддерживать чрезвычайно низкое давление. После активации поверхность геттера становится "активной" и способна эффективно поглощать газы, удерживая их внутри себя на длительное время. В данной работе использовали геттер на основе V-Zr-Ti, активирующийся при температуре 200 °C. Сама откачка газа происходила при комнатной температуре.

Диффузия липопротеинов в плотной желточной плазме определяется мягкостью, гидродинамикой и клеткой

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, международная группа ученых под руководством Кристиана Гутта и Нимми Дас Антупарамбил из Университета Зигена и DESY в Гамбурге раскрыла физические принципы, управляющие движением липопротеинов в плазме яичного желтка — полупрозрачном, жидком компоненте яичного желтка. Используя передовую рентгеновскую методику на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (European XFEL), ученые наблюдали за частицами, переносящими жир, в микросекундном масштабе времени — делая снимки, более чем в миллион раз быстрее, чем моргание глаза. В работе было показано, что диффузия липопротеинов в плотном яичном желтке не подчиняется общепринятому закону. Обычно диффузия предсказуемо замедляется с увеличением вязкости жидкости, что описывается соотношением Стокса–Эйнштейна. Однако в этой плотной среде мягкие липопротеинов движутся гораздо медленнее, чем ожидалось. Это означает, что для понимания переноса в сложных биологических жидкостях необходимы новые модели.

С беспрецедентной точностью измерена ширина протона

На сегодняшний день квантовая электродинамика (КЭД) является наиболее успешной теоретической моделью для описания взаимодействия света и материи на фундаментальном уровне. Для того чтобы любая теория в физике оставалась жизнеспособной, её предсказания должны быть подтверждены реальными экспериментами. Один из таких тестов включает измерение ширины протона, или "радиуса заряда". Немецкие физики провели самое точное на сегодняшний день измерение ширины протона. Изучив ранее неисследованный энергетический переход в атоме водорода, Лотар Майзенбахер и его коллеги из Института квантовой оптики им. Макса Планка показали, что Стандартная модель продолжает выдерживать чрезвычайно строгую проверку, оставляя еще меньше места для конкурирующих теорий понимания поведения Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Сильные корреляции и сверхпроводимость в супермуаровой решетке

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны, Свободного университета Берлина и других институтов обнаружили сильную сверхпроводимость в супермуаровой решетке — скрученной трехслойной структуре графена с нарушенной симметрией и магическим углом, в которой перекрываются несколько муаровых узоров. Статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для разработки квантовых материалов.

Новые эксперименты показывают, что ядро Земли содержит количество водорода, эквивалентное объему 45 океанов

Ядро Земли состоит в основном из железа, но его плотность недостаточно высока, чтобы оно было чистым железом, а это значит, что в ядре также присутствуют более легкие элементы. В частности, предполагается, что оно является крупным резервуаром водорода. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подтверждает эту идею, поскольку результаты показывают, что ядро содержит количество водорода, эквивалентное 45 океанам. Эти результаты ставят под сомнение идею о том, что большая часть воды на Земле была доставлена кометами на ранних этапах эволюции планеты.