Пикосекундное расширение в LaAlO₂, резонансно управляемое инфракрасно-активными фононами

Облучая синтетическую тонкую пленку (алюминат лантана) сверхбыстрыми импульсами низкочастотного инфракрасного света, учёные заставили ее атомарно расширяться и сжиматься миллиарды раз в секунду — это "дыхание", вызванное деформацией, можно использовать для быстрого включения и выключения электронных, магнитных или оптических свойств материала. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Растяжение и сжатие материала для создания деформации является распространенным методом управления его свойствами, однако использование света для этой цели изучено меньше.

Наблюдение состояний Флоке в графене

Учёные впервые напрямую наблюдали эффект Флоке в графене. Это разрешает давний спор: метод Флоке — когда свойства материала очень точно изменяются с помощью световых импульсов — применим также к металлическим и полуметаллическим квантовым материалам, таким как графен. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics. Для экспериментального исследования состояний Флоке в графене в работе была использована фемтосекундная импульсная микроскопия. В этом методе образцы сначала возбуждаются быстрыми вспышками света, а затем, чтобы отслеживать динамические процессы в материале, исследуются с помощью задержанного светового импульса. Измерения однозначно доказывают, что эффекты Флоке проявляются в спектре фотоэмиссии графена.

Сверхбыстрое разделение поляризации и деформации в сегнетоэлектрике BaTiO₃

Международная группа исследователей под руководством Ле Фыонг Хоанга и Джузеппе Меркурио из European XFEL открыла новый способ чрезвычайно быстрого и точного управления свойствами сегнетоэлектрических материалов с помощью света. Учёные продемонстрировали, что поляризация может изменяться независимо от искажения решётки, с которым она обычно тесно связана. До сих пор такое разделение существовало лишь в теории и никогда не наблюдалось экспериментально. Этот процесс стал возможен благодаря сверхкоротким высокоэнергетическим лазерным импульсам, возбуждающим электроны в материале. Это позволило учёным изменять поляризацию чрезвычайно быстро — менее чем за одну триллионную долю секунды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Управляемые антиферромагнитные туннельные переходы

Исследовательская группа под руководством профессора Шао Динфу из Института физики твердого тела Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук представила новый механизм достижения сильной спиновой поляризации с использованием антиферромагнитных металлических интерфейсов. Учёные предлагают третий прототип антиферромагнитного туннельного перехода (AFMTJ), открывающий путь к созданию более быстрых и плотных спинтронных устройств. Работа была опубликована в журнале Newton.

Одноквантовое устройство, измеряющее амперы, вольты и омы

Физики показали, как одно квантовое устройство может точно измерять три основные единицы электричества: ампер (единицу силы электрического тока), вольт (единицу электрического потенциала) и ом (единицу электрического сопротивления). Это значительный прорыв, поскольку до сих пор ни один прибор не мог измерить все три основные электрические единицы в одной практичной системе. Джейсон Андервуд из Национального института стандартов и технологий (NIST) в Мэриленде и его коллеги продемонстрировали, как это устройство может быть создано благодаря интеграции двух ключевых квантовых систем в один криостат. А именно, специального типа резистора, называемого квантовым аномальным резистором Холла (QAHR), и программируемого джозефсоновского стандарта напряжения (PJVS). Криостат обеспечивает необходимую низкотемпературную среду для их эффективной работы. Данное исследование упрощает процесс проведения высокоточных электрических измерений и может привести к созданию новых способов определения электрических стандартов. Работа опубликована в журнале Nature Electronics.

Нанофотонные квантовые скирмионы, создаваемые квантовой электродинамикой полупроводниковых резонаторов

Учёные из Университета Сунь Ятсена и Тяньцзиньского университета сообщили о первой экспериментальной реализации однофотонных квантовых скирмионов в системе квантовой электродинамики с резонатором полупроводника. Статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для изучения квантовых взаимодействий света с материей, а также внести вклад в развитие фотонных квантовых устройств.

В гипсе обнаружено новое поведение света

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances учеными из Национального института графена при Манчестерском университете и Университета Овьедо, выявило ранее невиданное поведение света в гипсе. В двумерной форме материала был обнаружен редкий тип волн, известный как сдвиговой фононный поляритон. В тонких пленках гипса эти волны претерпевают топологический переход от гиперболического к эллиптическому поведению, проходя через уникальное канализированное состояние. Это позволяет регулировать распространение света через материал.

Физики открыли алюминий-20, новый изотоп, испускающий три протона

В работе, опубликованной в Physical Review Letters 10 июля, учёные из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их коллеги сообщили о первом наблюдении и спектроскопии алюминия-20, ранее неизвестного и нестабильного изотопа, который распадается посредством редкого процесса испускания трех протонов.

Универсальный метод позволяет рассчитать энтропию для жидкостей

Инновационный метод, разработанный в Университете Осаки, позволяет рассчитывать энтропию жидкостей, неэмпирически, используя в качестве входных данных только атомный состав. Статья опубликована в журнале Journal of Physics: Condensed Matter. Учёные использовали компьютерное моделирование, основанное на фундаментальных физических принципах (теория функционала плотности), для моделирования атомных взаимодействий в жидкости. По итогу смогли точно предсказать энтропию, не полагаясь на эмпирические измерения. Этот подход был подтвержден существующими экспериментальными данными для различных жидкостей, продемонстрировав замечательную согласованность. Метод успешно предсказал энтропию жидкого натрия с высокой точностью, совпадая с экспериментальными данными в диапазоне температур, в том числе выше точки плавления.

Ученые впервые экспериментально наблюдали поперечный эффект Томсона

В новой статье в журнале Nature Physics учёные сообщают о первом экспериментальном наблюдении поперечного эффекта Томсона (объемное нагревание или охлаждение, когда электрический ток и градиент температуры протекают в одном направлении через проводник). Из-за помех со стороны конкурирующих тепловых эффектов, таких как эффекты Пельтье и Эттингсгаузена, этот чрезвычайно трудно наблюдать экспериментально. В работе был использован метод синхронной термографии.