Открыт новый класс колебаний плазмы

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи из Рочестерского университета вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего открыли новый класс плазменных колебаний — возвратно-поступательное волнообразное движение ионов и электронов. Результаты имеют значение для улучшения производительности миниатюрных ускорителей частиц и реакторов, используемых для создания термоядерной энергии.

Определение сигма-члена странности протона со статистической значимостью

Экспериментаторы предположили, что влияние тяжелых кварков на массу протона может быть больше, чем предполагалось. Установив связь между энергией квантовой аномалии протонов и полным сигма-членом (включая вклады легких и тяжелых кварков в массу протона), учёные извлекли сигма-член из экспериментальных данных с векторным мезоном. Обнаружен больший (чем ожидалось) сигма-член тяжелых кварков, примерно 337 МэВ (дипольное соответствие) и 455 МэВ (экспоненциальное соответствие), что составляет 36–48% от общей массы протона (938 МэВ). Статистическая значимость ненулевого значения (экспоненциальное соответствие) достигает примерно семи стандартных отклонений (что соответствует вероятности 99,999999999744%). Результаты были опубликованы в журнале Physical Review D 27 февраля.

Спин-селективное управление угловой дисперсией в диэлектрических метаповерхностях для многоканальных метаголографических дисплеев

Учёные из Университета науки и технологий Пхохана (POSTECH) использовали метаповерхности для изготовления зависимых от угла голограмм с множеством функций. Эта технология позволяет голограммам отображать несколько изображений в зависимости от угла обзора наблюдателя. Результаты были опубликованы в журнале Nano Letters. В ходе экспериментов метаповерхность генерировала четкие трехмерные голографические изображения под углами +35° и -35° для левой круговой поляризации. Голографический дисплей продемонстрировал широкий угол обзора 70° (±35°), что позволяет наблюдателям воспринимать трехмерную голограмму с разных сторон.

Дробный квантовый аномальный эффект Холла в многослойном графене

Был зафиксирован эффект дробного заряда в пятислойном графене толщиной в атом, который образуется из графита и обычного карандашного грифеля. Обнаружено, что когда пять листов графена сложены друг на друга, как ступеньки на лестнице, полученная структура по своей сути обеспечивает правильные условия для прохождения электронов в виде долей их общего заряда, без необходимости какого-либо внешнего магнитного поля. Оказалось, что электроны могли бы взаимодействовать друг с другом еще сильнее, если бы пятислойная структура была выровнена с гексагональным нитридом бора (hBN) — материалом, который имеет атомную структуру, аналогичную структуре графена, но с немного другими размерами.

Магнитное состояние некоторых материалов можно переключать с помощью поверхностно-индуцированной деформации

Манипулировать ферромагнетиками легко: достаточно просто приложить внешнее магнитное поле, чтобы повлиять на его внутренние магнитные свойства. С антиферромагнетиками это невозможно, но выход есть: можно работать с поверхностной деформацией. Учёным удалось переключить спины в антиферромагнитном материале с помощью поверхностной деформации. Эксперименты с диоксидом урана показали, что с помощью механического напряжения можно немного сжать кристаллическую решетку , и этого достаточно, чтобы переключить магнитный порядок материала.

Широкоугольное квантовое зондирование алмаза с помощью нейроморфных датчиков зрения

Учёные успешно разработали технологию квантового зондирования с использованием нейроморфного датчика зрения, который имитирует систему человеческого зрения. Этот датчик способен кодировать изменения интенсивности флуоресценции в пики с помощью оптического магнитного резонанса (ODMR). В отличие от традиционных датчиков, которые регистрируют уровни интенсивности света, нейроморфные датчики зрения преобразуют изменение интенсивности света в «пики», подобно системам биологического зрения, что приводит к улучшению временного разрешения (≈мкс) и динамического диапазона (>120 дБ).

Фононное упрочнение золота при интенсивном лазерном возбуждении

Получены экспериментальные доказательства фононного упрочнения в лазерно-возбужденном золоте с использованием дифракции рентгеновских лучей на жестком рентгеновском лазере на свободных электронах. Когда некоторые материалы, например кремний, подвергаются интенсивному лазерному возбуждению, они быстро распадаются. Но золото делает обратное: оно становится более прочным и устойчивым. Это происходит потому, что меняется способ совместной вибрации атомов золота – их фононное поведение.

Наблюдение джозефсоновских гармоник в туннельных переходах

Обнаружено, что туннельные переходы Джозефсона — фундаментальные строительные блоки сверхпроводящих квантовых компьютеров — более сложны, чем считалось ранее. Как и обертоны в музыкальном инструменте, гармоники накладываются на основной лад. Как следствие, поправки могут привести к тому, что квантовые биты станут в два-семь раз более стабильными. Туннельные переходы Джозефсона состоят из двух сверхпроводников с тонким изолирующим барьером между ними, и на протяжении десятилетий эта схема описывалась с помощью синусоидальной модели. Показано, что стандартная модель не может полностью описать джозефсоновские переходы, которые используются для создания квантовых битов. Для описания туннельного тока между двумя сверхпроводниками требуется расширенная модель, включающая высшие гармоники.

Демонстрация ядерной гамма-поляриметрии на основе многослойной комптоновской камеры CdTe

В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, сообщается, что для фиксации преобразований в ядерной структуре атомных ядер учёные использовали оборудование, изначально предназначенное для астрономических наблюдений. Для регистрации поляризации гамма-лучей, испускаемых атомными ядрами, использовалась многослойная полупроводниковая камера Комптона. Этот метод значительно снижает неопределенности в определении спина и четности квантовых состояний в редких атомных ядрах, позволяя фиксировать преобразования в структуре ядра. Пучки протонов направлялись на мишень из тонкой железной пленки, создавая первое возбужденное состояние ядер 56Fe. Испускаемые гамма-лучи были измерены и выявили пиковую структуру. Удалось извлечь распределение угла азимута рассеяния.

Термография сверхтекучего перехода в сильно взаимодействующем ферми-газе

В 1938 году физик Ласло Тиса предложил двухжидкостную модель сверхтекучести, согласно которой сверхтекучая жидкость на самом деле представляет собой смесь некоторой нормальной вязкой жидкости и сверхтекучей жидкости без трения. Эта смесь двух жидкостей должна учитывать два типа звука: обычные волны плотности и своеобразные температурные волны, которые физик Лев Ландау позже назвал «вторым звуком». В журнале Science сообщается, что учёным удалось визуализировать второй звук в сверхтекучей жидкости. В эксперименте были использованы фермионные атомы лития-6, которые улавливаются и охлаждаются до температур нанокельвина. Новые результаты помогут физикам получить более полную картину того, как тепло перемещается через сверхтекучие жидкости и другие родственные материалы, включая сверхпроводники и нейтронные звезды.