Лазерный метод позволяет синтезировать тонкие пленки квантовых материалов при температуре 3000 Кельвинов

Нанесение чрезвычайно тонких слоев материалов равномерным и однородным способом имеет решающее значение для производства полупроводников, которые являются основой современной электроники. Не все материалы можно легко осаждать в виде таких тонких слоев, например, материалы с очень высокими температурами плавления. Учёные из Калифорнийского технологического института под руководством Остина Миннича, профессора машиностроения и прикладной физики и заместителя председателя Отдела инженерии и прикладных наук, продемонстрировали лазерный метод получения тонких пленок таких материалов, как ниобий. Эта работа может оказать непосредственное влияние на сверхпроводящую электронику, используемую в квантовых компьютерах. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Лазерно-плазменный ускоритель обеспечивает работу лазера на свободных электронах в течение рекордных 8 часов

Впервые было продемонстрировано, что лазерно-плазменный ускоритель может надежно поддерживать работу лазера на свободных электронах более восьми часов. Результат, опубликованный в журнале Physical Review Accelerators and Beams, был достигнут группой под руководством Финна Кохрелла из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли в сотрудничестве с техасской компанией Tau Systems — и вскоре может сделать эту технологию значительно более доступной для широкого спектра применений в промышленности и научных исследованиях.

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.

Используя синтетическое магнитное поле, физики создали лазерный торнадо в миниатюрных структурах

Может ли свет вести себя как вихрь? Оказывается, может — и такие "оптические торнадо" были созданы в чрезвычайно малой структуре учеными с физического факультета Варшавского университета, Военно-технического университета и Института Паскаля CNRS при Университете Клермон-Овернь. Это открытие даёт перспективный путь для создания миниатюрных источников света со сложными структурами, потенциально позволяя в будущем разрабатывать более простые и масштабируемые фотонные устройства для таких применений, как оптическая связь и квантовые технологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Методом полевой микроскопии обнаружено фемтосекундное оптическое переключение в нанокристаллах оксида индия-олова размером 15 нм

Подобно тому, как антенна взаимодействует с радиоволнами, свет взаимодействует с металлическими наноструктурами. Поэтому понимание того, как структура влияет на колебания поля, дает ценные сведения о физических свойствах самой структуры. Международная исследовательская группа, в которую входят ученые из Института науки о свете им. Макса Планка (MPL), изучает изменения колебаний поля, происходящие при взаимодействии света с нанокристаллами оксида индия-олова (ITO). В рамках совместного исследовательского проекта с участием MPL и Политехнического университета Турина ученые использовали метод разрешения поля впервые для изучения взаимодействия света (в виде коротких лазерных импульсов) с нанокристаллами ITO. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

Волоконно-оптическая схема позволяет сжимать импульсы среднего инфракрасного диапазона до 187 фемтосекунд, используя всего 80 ватт

Сверхкороткие импульсы среднеинфракрасного (средне-ИК) лазера необходимы для таких применений, как молекулярная спектроскопия, нелинейная микроскопия и биомедицинская визуализация, но их генерация часто требует сложных и энергоемких систем, которые трудно реализовать вне специализированных лабораторий. Эти системы обычно требуют высокой мощности накачки, сложных оптических схем и точной юстировки. В статье, опубликованной в журнале IEEE Journal of Quantum Electronics, группа учёных из университета SASTRA в Танджавуре сообщает о компактном волоконно-оптическом методе генерации чистых сверхкоротких импульсов среднего ИК-диапазона при значительно сниженной входной мощности. Работа демонстрирует, что высококачественное сжатие импульсов может быть достигнуто с помощью фотонно-кристаллического волокна ZBLAN, легированного гольмием, интегрированного в нелинейное оптическое петлевое зеркало (NOLM), что предлагает более простую и энергоэффективную альтернативу традиционным системам.

С беспрецедентной точностью измерена ширина протона

На сегодняшний день квантовая электродинамика (КЭД) является наиболее успешной теоретической моделью для описания взаимодействия света и материи на фундаментальном уровне. Для того чтобы любая теория в физике оставалась жизнеспособной, её предсказания должны быть подтверждены реальными экспериментами. Один из таких тестов включает измерение ширины протона, или "радиуса заряда". Немецкие физики провели самое точное на сегодняшний день измерение ширины протона. Изучив ранее неисследованный энергетический переход в атоме водорода, Лотар Майзенбахер и его коллеги из Института квантовой оптики им. Макса Планка показали, что Стандартная модель продолжает выдерживать чрезвычайно строгую проверку, оставляя еще меньше места для конкурирующих теорий понимания поведения Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Новые эксперименты показывают, что ядро Земли содержит количество водорода, эквивалентное объему 45 океанов

Ядро Земли состоит в основном из железа, но его плотность недостаточно высока, чтобы оно было чистым железом, а это значит, что в ядре также присутствуют более легкие элементы. В частности, предполагается, что оно является крупным резервуаром водорода. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подтверждает эту идею, поскольку результаты показывают, что ядро содержит количество водорода, эквивалентное 45 океанам. Эти результаты ставят под сомнение идею о том, что большая часть воды на Земле была доставлена кометами на ранних этапах эволюции планеты.

Первая демонстрация структурированного эффекта Монтгомери в свободном пространстве

Исследователи из лаборатории Федерико Капассо, профессора прикладной физики имени Роберта Л. Уоллеса и старшего научного сотрудника имени Винтона Хейса в области электротехники, сообщают в журнале Optica о первой экспериментальной демонстрации малоизвестного эффекта Монтгомери, при котором когерентный луч света, казалось бы, исчезает, а затем резко перефокусируется снова и снова в свободном пространстве на идеально заданных расстояниях. Это безлинзовое, повторяющееся формирование светового рисунка может заложить основу для мощных новых инструментов во многих областях, включая микроскопию, сенсорику и квантовые вычисления.

С помощью квантово-механических эффектов впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением

Учёные из Регенсбурга и Бирмингема преодолели фундаментальное ограничение оптической микроскопии. С помощью квантово-механических эффектов им впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением. Невероятное разрешение достигается за счет приближения острого металлического наконечника к поверхности исследуемого материала на чрезвычайно близкое расстояние — зазор меньше размера одного атома. Система освещается лазером непрерывного излучения, «сжимающим» инфракрасный свет в крошечный зазор и концентрирующим его на вершине наконечника. Такое ограничение света позволяет обойти дифракционный предел и обеспечивает пространственное разрешение порядка радиуса кривизны вершины наконечника — обычно около 10 нанометров. Результаты их работы опубликованы в журнале Nano Letters.