Доказано существование квантового предела скорости термализации

Независимо от того, ждём ли мы, пока лобовое стекло автомобиля оттает зимой, или пока остынет тёплый напиток, время, необходимое объекту для достижения стабильной, равномерной температуры в окружающей среде (тепловое равновесие), зависит от множества факторов. К ним относятся площадь поверхности, свойства материала объекта и поток воздуха. Но когда мы приближаемся к субатомному масштабу, например, к тому, где работают кубиты в квантовом компьютере, вступают в силу другие правила. Внешние условия по-прежнему имеют значение, но, согласно новой статье, опубликованной в журнале Nature Physics, квантовая механика устанавливает фундаментальный предел скорости, с которой процесс может привести различные квантовые системы в состояние теплового равновесия. Значимость этого открытия заключается в том, что эта граница универсальна. Независимо от того, сколько энергии приложено или насколько сильно система подвергается воздействию, процесс нельзя ускорить.

Нелинейный круговой дихроизм выявляет локальную кривизну Берри

Физики из Университета имени Фридриха Шиллера в Йене и Регенсбургского университета разработали метод определения кривизна Берри — величина, описывающая определенные геометрические свойства квантово-механических состояний электронов. Измерения проводились в слое полупроводника диселенида вольфрама толщиной всего в один атомный слой. В работе использовались сверхкороткие лазерные импульсы. Результаты опубликованы в журнала Nature Photonics.

Активное движение против потока в квантовой жидкости света, возникающее из-за нереципрокных взаимодействий

В работе, опубликованной в журнале Physical Review A, группа физиков демонстрирует, как луч света может "плыть" против течения в квантовой световой жидкости, нарушая симметрию действия-противодействия и изменяя влияние окружающих сил на течение.

Интеграл Фейнмана по траекториям подтверждён экспериментально

В 1948 году Ричард Фейнман предложил новый мысленный эксперимент для описания того, как квантовая частица перемещается из одной точки в другую. Его идея "интеграла по траекториям" предполагает, что частица не следует одному единственному пути между двумя точками. Вместо этого каждый мыслимый путь вносит свой вклад, и все они суммируются, создавая наблюдаемый нами результат. Фейнман также утверждал, что каждый из этих путей имеет одинаковую вероятность, отличаясь лишь фазой своих квантовых волновых функций. В течение десятилетий эти предположения считались надежными рабочими предположениями, но не были подтверждены экспериментально. Группа физиков под руководством Ши-Ляна Чжу из Южно-Китайского педагогического университета в Гуанчжоу, Китай, использовала отдельные частицы света, чтобы показать, что идея Фейнмана подтверждается в практических экспериментах. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Квантовый световой двигатель связывает термодинамику атомов и фотонов с классической физикой

Что такое тепло и что такое полезная работа, если машина состоит только из атома и частиц света? В современных квантовых технологиях подобные вопросы связывают термодинамику с квантовой физикой. Учёные из Базельского университета в Швейцарии разработали теоретический подход, который позволяет примирить обе теории. Задача, стоящая перед физиками, заключается в поиске подхода к описанию таких систем, который работал бы как для полностью квантово-механической системы, так и в полуклассическом пределе. Последний представляет собой предельный случай, когда одна часть системы рассматривается квантово-механически, а для другой части достаточно классической физики. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters.

Новый эксперимент позволяет различить два конкурирующих объяснения поведения глюонов внутри атомных ядер

Исследование, проведенное в рамках эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере ЦЕРН и опубликованное в журнале Physical Review Letters, сообщает о первом многомерном измерении некогерентного фотоядерного образования J/ψ в зависимости от энергии взаимодействия и передаваемого импульса. На сегодняшний день это измерение дает наиболее четкое представление о том, как глюоны, частицы, связывающие кварки, располагаются внутри атомных ядер при высоких энергиях.

Секрет квантового поведения водорода кроется в симметрии

В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, учёные из Института промышленных наук Токийского университета обнаружили ключевой элемент головоломки с водородом (ведет себя по-разному в присутствии ванадия). Объединив измерения структуры и диффузии водорода с квантово-механическими расчетами, было выяснено, что именно кристаллическая симметрия определяет как ведёт себя водород внутри ванадия — как квантовая волна или как классическая частица.

Сверхбыстрая сканирующая туннельная микроскопия впервые достигает квантово-механического пространственно-временного предела

Физики обнаружили, что местоположение и временная эволюция электрона не могут быть измерены одновременно с произвольной точностью. Этот так называемый пространственно-временной предел имеет важное значение для будущих применений. Работа опубликована в журнале Nature Photonics.

Впервые обнаружена высокая степень квантовой запутанности в кристалле странного металла размером в несколько сантиметров

Экспериментаторы из Венского технического университета исследовали кристалл так называемого странного металла размером в несколько сантиметров, и обнаружили высокую степень квантовой запутанности. Это стало возможным благодаря четко определенному методу — квантовой информации Фишера. Данная работа устанавливает новый мост между физикой твердого тела и квантовой физикой: квантовую запутанность можно непосредственно количественно оценить в макроскопическом материале типа странного металла. Статья опубликована в журнале Nature Physics.

Индуцированное светом квантовое трение углеродных нанотрубок в воде

Группа исследователей из Бохума, Германия, неожиданно обнаружила, что свет может замедлять движения в наномире. Это связано с квантовым трением — явлением, которое до сих пор было плохо изучено. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Ожидалось, что свет будет нагревать частицы или приводить их в движение. Однако, в водном растворе флуоресцентные углеродные нанотрубки движутся гораздо медленнее после облучения светом. В ходе этого процесса константа диффузии уменьшается с увеличением интенсивности света, что связано с прямой связью между электронами в твердом теле и молекулами жидкости.