Физики смогли измерить время жизни магнонов до 18 микросекунд

Физикам удалось привести магноны в такое состояние, при котором время жизни магнонов увеличилось почти в 100 раз. Магноны, имеющие время жизни 18 микросекунд, превращаются из промежуточных звеньев с потерями в надежные квантовые запоминающие устройства и каналы связи с низкими потерями на чипе. Долгоживущие магноны становятся надежными носителями квантовой информации, сравнимыми со сверхпроводящими кубитами, используемыми в современных ведущих квантовых процессорах. Результаты исследования недавно были опубликованы в журнале Science Advances.

Электрический двойной слой активирует молекулярный переключатель, лежащий в основе реакций в батареях и водороде

От зарядки смартфонов до производства водорода — раскрыты фундаментальные принципы энергетических технологий. Корейские исследователи впервые определили, как изменяются молекулярные структуры в сверхмалом пространстве — "электрический двойной слой". Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, открывает новый путь для одновременного повышения эффективности и производительности в аккумуляторных, водородных и углеродно-нейтральных технологиях за счет снижения потерь энергии и избирательного инициирования желаемых реакций.

Метод атомно-колоночной микроскопии позволяет обнаружить скрытые магнитные структуры в антиферромагнетиках

Антиферромагнитные материалы с антипараллельными атомными спинами и нулевой суммарной намагниченностью являются быстрыми и устойчивыми к внешним магнитным помехам, что делает их идеальными для высокоскоростных спинтронных устройств высокой плотности. Однако их нулевая суммарная намагниченность затрудняет традиционную визуализацию, поскольку методы, основанные на нейтронах или синхротронном излучении, имеют ограниченное разрешение и не позволяют легко исследовать микроскопические области или границы раздела. Группа учёных разработала метод электронного магнитного кругового дихроизма (ЭМКД) с разрешением по атомному столбцу, позволяющий визуализировать антиферромагнитный порядок на атомном уровне. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Угловое взаимодействие нематичности, сверхпроводимости и странной металличности в трехслойном графене с магическим углом скручивания

Учёные из Университета Брауна, Гарвардского университета и Национального института материаловедения Японии провели исследование по изучению взаимодействия между сверхпроводимостью, нематичностью и странной металличностью в слоистом графене с магическим углом скручивания. Результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, предлагают новые интересные сведения о фундаментальных механизмах, лежащих в основе транспортной анизотропии, которая описывает, как электрический ток ведет себя в зависимости от направления его течения.

Разработана физическая теория о том, как молекулярные моторы организуют трехмерную структуру генома ДНК

Ученые из Сколтеха и Потсдамского университета разработали физическую теорию, которая проливает свет на то, как молекулярные моторы организуют трехмерную структуру генома. Используя теоретическую физику полимеров и компьютерное моделирование, впервые был рассчитан универсальный параметр этой организации — плотность петель, образующихся в результате активного выталкивания когезиновыми моторами в каждой живой клетке. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , показывают, что от 60% до 70% всей ДНК в клетке находится внутри петель, каждая из которых образована ровно одним молекулярным мотором. Это означает, что экструзия петель является ключевым механизмом для компактизации двухметровых хромосом внутри живой клетки.

Напечатанные сети мемристорных нанолистов MoS₂ для импульсных нейронов с многоуровневой сложностью

Учёные из Северо-Западного университета разработали гибкие, недорогие устройства, генерирующие электрические сигналы — искусственные нейроны, которые не просто имитируют мозг, но взаимодействуют с ним. При тестировании на срезах ткани мозга мышей искусственные нейроны успешно вызывали реакцию реальных нейронов, демонстрируя новый уровень биосовместимости. Основой этого прогресса является серия электронных чернил, созданных из наноразмерных хлопьев дисульфида молибдена (MoS₂), который действует как полупроводник, и графена, который служит электрическим проводником. В работе была использована аэрозольная струйная печать. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Исследование динамики сверхбыстрого нагрева и ионизации в плазме твердого тела с помощью времяразрешенного резонансного рентгеновского поглощения и излучения

Выбивание электронов лазерными вспышками приводит к образованию чрезвычайно горячей плазмы, состоящей из заряженных частиц. Исследователи из HZDR объединили два самых современных лазера: рентгеновский на свободных электронах и высокоинтенсивный оптический ReLaX на экспериментальной станции HED-HiBEF Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах в Шенефельде, недалеко от Гамбурга. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, дают фундаментальное представление о взаимодействии высокоэнергетических лазеров и вещества в экстремальных условиях.

Сверхпроводимость типа Изинга, индуцированная орбитальной гибридизацией, в ограниченном слое галлия

Большинство сверхпроводников теряют свои сверхпроводящие свойства в сильных магнитных полях. В отличие от них, класс сверхпроводников, содержащих тяжелые элементы, способен поддерживать необычный тип сверхпроводимости. Новые исследования показали, что это ограничение можно преодолеть, поместив атомарно тонкие пленки легкого элемента галлия между двумя другими материалами. Таким образом создаются квантовые взаимодействия на границах раздела слоев. Работа, опубликованная в журнале Nature Materials, показала, что при нанесении всего трех атомных слоев галлия между графеном и подложкой из карбида кремния, полученная структура сохраняет сверхпроводимость в магнитных полях, параллельных поверхности материала, или расположенных в плоскости, значительно превышающих ожидаемый предел.

Точная спектроскопия переходов 2S-nS в атомарном водороде — определение радиуса заряда протона

Простота структуры атома водорода делает его идеальной моделью для изучения атомной структуры и взаимодействий. Однако, определение радиуса заряда протона — меры пространственного распределения электрического заряда протона — связано с большими трудностями. Некоторые учёные проводят эксперименты с обычными атомами водорода, а другие — с мюонным водородом — это экзотический атом водорода, состоящий из отрицательно заряженного мюона, связанного с протоном (вместо электрона, связанного с протоном). Теоретически, протоны как в обычном, так и в мюонном водороде должны иметь одинаковый радиус заряда. Но некоторые экспериментальные результаты показали расхождения в точных измерениях радиуса заряда мюонного водорода (дали меньшее значение). Это расхождение называется "загадкой радиуса протона" и мучает физиков с 2010 года. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, описывает метод измерения, который помогает разрешить некоторые прошлые несоответствия.

Высокоточное измерение массы W-бозона с помощью эксперимента CMS

Сложность эксперимента заключается в том, что W-бозон существует ничтожно малое мгновение, примерно от 10⁻⁶ до 10⁻²⁴ секунд. После он распадается на нейтрино, которое невозможно измерить напрямую, и мюон, который требует максимально точного измерения. В статье, опубликованной в журнале Nature, международная группа ученых, в которую входят физики из Массачусетского технологического института, сообщает о новом сверхточном измерении массы W-бозона. В итоге было определено, что масса W-бозона составляет 80360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольт (МэВ). Новая масса соответствует предсказаниям Стандартной модели.