Квантовое хранение запутанных фотонов на телекоммуникационных длинах волн в кристалле

Практическая реализация требует, чтобы информация, закодированная в квантовых системах, могла надежно храниться на частотах, используемых в телекоммуникационных сетях — возможность, которая еще не была полностью продемонстрирована. В статье для Nature Communications группа профессора Сяо-Сун Ма из Нанкинского университета сообщает о рекордно длинном квантовом хранилище на телекоммуникационных длинах волн на платформе, которая может быть развернута в расширенных сетях, открывая путь для практических крупномасштабных квантовых сетей. Показано, что даже после хранения фотона в течение 1936 наносекунд запутанность пары фотонов сохраняется. Это означает, что в течение этого времени квантовым состоянием можно манипулировать, как это требуется в квантовом повторителе. Кроме того, исследователи объединили свою квантовую память с новым источником запутанных фотонов на интегрированном чипе.

На основе шумовых помех открыт новый тип сверхбыстрого магнитного переключения

Антиферромагнитные изоляторы считаются перспективными для создания энергоэффективных компонентов в сфере информационных технологий. Поскольку снаружи у них практически нет магнитных полей, их очень сложно охарактеризовать физически. Антиферромагнетики окружены магнитными флуктуациями, которые могут многое рассказать о материале. Материаловеды проанализировали флуктуации антиферромагнитных материалов в контексте CRC. Решающим фактором в их теоретическом и экспериментальном исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Communications, стал конкретный диапазон частот. В эксперименте два сверхкоротких световых импульса пропускаются через магнит с задержкой по времени, проверяя магнитные свойства во время прохождения каждого импульса соответственно. Затем световые импульсы проверяются на сходство. Первый импульс служит эталоном, второй содержит информацию о том, насколько изменился антиферромагнетик за время между первым и вторым импульсом. Различные результаты измерений в два момента времени подтверждают колебания.

Осаждение поверхностного заряда движущимися каплями уменьшает углы контакта

Капля, скользящая по поверхности, может оставлять за собой след электрических зарядов, который затем влияет на последующие капли. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, учёные рассмотрели влияние следа заряда на свойства капель. Если капля скатывается по наклонной пластине, как в проведенном эксперименте, капли образуют разные углы с поверхностью пластины на своей передней и задней стороне. Разница между этими двумя углами — так называемый «гистерезис контактного угла» — существенно изменяется из-за присутствия поверхностного заряда. Исследователи работали с разными конфигурациями: один раз, чтобы пластина и капля могли заряжаться, и один раз, чтобы заряжалась только пластина. С одной стороны, они смогли показать, что заряды влияют на углы контакта и, следовательно, на поведение смачивания, но также и то, что эффект возникает независимо от того, заряжены ли капли и/или пластина.

Ученые экспериментально воспроизвели совместную кристаллизацию алмаза и граната

Геофизики экспериментально подтвердили, что при температуре и давлении, аналогичных тем, что наблюдаются на глубинах около 200 километров, может происходить совместный рост алмаза и граната. Этот процесс происходит благодаря взаимодействию граната с углекислыми и водно-углекислыми флюидами — жидкостями, присутствующими в мантии Земли. Кроме того, авторы выяснили, что в среднем скорость роста алмазов в таких случаях составляет от 0,013 до 0,8 микрометров в час в зависимости от температуры. То есть, чтобы получить кристалл массой в один карат (0,2 грамма), потребуется от 4,5 месяцев до 17,5 лет. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».

Физики объясняют колебания круговых гидравлических прыжков

В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, физики изучают, как небольшие струи воды могут создавать стабильные периодические колебания на твердом диске, раскрывая связь между этими движениями и волнами, которые они генерируют, и дают представление о динамическом взаимодействии поведения жидкости. Учёные создали субмиллиметровую струю воды с внутренним диаметром 0,84 мм, направленную на диск из плексигласа с поверхностью с краями под углом 90 градусов, расположенный на 1 см ниже точки удара. Этот процесс привел к образованию круговой неоднородности, где жидкость образовала тонкую пленку вокруг точки удара. Тонкая пленка внезапно утолщалась на определенном радиальном расстоянии, создавая характерную круглую форму гидравлического скачка.

Первые экспериментальные доказательства присутствия хопфионов в кристаллах

Скирмионы представляют собой двумерные, напоминающие вихревые струны, а хопфионы представляют собой трехмерные структуры внутри объема магнитного образца, напоминающие замкнутые, скрученные струны скирмионов, имеющие в простейшем случае форму бублика. Несмотря на обширные исследования последних лет, о прямом наблюдении магнитных образований сообщалось только в синтетических материалах. Данная работа является первым экспериментальным подтверждением таких состояний, стабилизированных в кристалле пластин FeGe типа B20 с помощью просвечивающей электронной микроскопии и голографии. Полученные результаты открывают новые области экспериментальной физики: идентификацию других кристаллов, в которых хопфионы стабильны, изучение того, как хопфионы взаимодействуют с электрическими и спиновыми токами, динамику хопфионов и многое другое.

Создание вихрей в сверхтекучей жидкости из света

Используя специальную комбинацию лазерных лучей в качестве очень быстрой мешалки, физики RIKEN создали множество вихрей в квантовой фотонной системе и отследили их эволюцию. Эту систему можно использовать для изучения новой экзотической физики, связанной с возникновением квантовых состояний из вихревой материи. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters. Команда создала специальную лазерную мешалку, объединив обычный лазерный луч с лучом, имеющим форму пончика. Частоты двух лучей немного отличались, и эта разность частот соответствовала частоте, необходимой для вращения поляритонов. Используя этот луч, исследователи могли контролировать их скорость и направление вращения, а также создавать вихри по своему желанию. Показано, что чем быстрее вращение, тем больше вихрей можно захватить вблизи оси вращения.

Найден ответ на 400-летнюю загадку, почему при взрыве гремящее золото производит фиолетовый дым

Ученые из Бристольского университета выяснили, почему гремящее золото — первое известное в мире взрывчатое вещество — производит фиолетовый дым при детонации, решив 400-летнюю загадку. Было обнаружено, что дым содержал сферические наночастицы золота. Эксперимент заключался в создании гремящего золота, а затем взрывания 5 мг образцов на алюминиевой фольге путем её нагревания. Учёные улавливали дым с помощью медных сеток, а затем анализировали образец дыма под просвечивающим электронным микроскопом. Статья «Взрывная хризопея» доступна на сервере препринтов arXiv.

Продемонстрирован новый тип ферромагнетизма с совершенно другим расположением магнитных моментов

В ETH в Цюрихе группа исследователей под руководством Атача Имамоглу из Института квантовой электроники и Юджина Демлера из Института теоретической физики обнаружила новый тип ферромагнетизма в искусственно созданном материале, в котором выравнивание магнитных моментов происходит совершенно по-другому. Недавно они опубликовали свои результаты в журнале Nature.

Загадка эффекта Кондо решена с помощью искусственного атома и одномерной проволоки

Команда физиков из Кёльнского университета решила давнюю проблему физики конденсированного состояния: они непосредственно наблюдали эффект Кондо, видимый в одном искусственном атоме. В прошлом это не удавалось успешно делать, поскольку магнитные орбитали атомов обычно невозможно наблюдать напрямую с помощью большинства методов измерения. Группа физиков использовала новую технику для наблюдения эффекта Кондо на искусственной орбитали внутри одномерной проволоки, плавающей над металлическим листом графена. О своем открытии они сообщают в статье «Модулируемое кондо-экранирование вдоль границ магнитных зеркальных двойников в монослое MoS₂», опубликованной в журнале Nature Physics.