Сбалансированный квантовый резистор Холла

Исследователи из Вюрцбургского университета разработали метод, который может улучшить характеристики стандартов квантового сопротивления. Он основан на квантовом аномальном эффекте Холла (QAHE). В тонких слоях и при достаточно больших магнитных полях сопротивление Холла (напряжение Холла делить на ток) начинает развиваться дискретными ступенями со значениями ровно h/ne², где h — постоянная Планка, e — элементарный заряд, а n — целое число. Это известно как квантовый эффект Холла, поскольку сопротивление зависит только от фундаментальных констант природы (h и e), что делает его идеальным стандартным резистором. Особенностью QAHE является то, что он позволяет квантовому эффекту Холла существовать при нулевом магнитном поле.

Измерение земных приливов с помощью диамагнитно-левитирующего микрогенератора при комнатной температуре

Физики разработали высокочувствительный гравиметр, который может стабильно работать при комнатной температуре. Большой магнит прикрепили вверху шкафа, под большим магнитом поместили малый магнит, в отталкивающем поле которого расположили графитовую оболочку. Противоположный магнетизм заставил меньший магнит левитировать. Небольшое отталкивание привело к вертикальным колебаниям — регулировка расстояния между магнитами позволила уменьшить их до 1 Гц. Затем был добавлен провод, который свисал с большего магнита — его движение вверх или вниз отражало изменения гравитационного притяжения. Это движение измерялось с помощью вертикального лазера, который испытывал разную степень интенсивности (поскольку во время движения его блокировал провод) — это позволило рассчитать величину гравитации.

Характеристика и контроль инфракрасной фононной аномалии двухслойного графена в оптико-электрической силовой наноскопии

Корейский научно-исследовательский институт стандартов и науки (KRISS) разработал гибридный наномикроскоп, способный одновременно измерять различные свойства наноматериалов. Прибор сочетает в себе функции атомно-силовой микроскопии, фотоиндуцированной силовой микроскопии и электростатической силовой микроскопии. Вместо использования линз для измерения образца применяется тонкий функциональный зонд, что позволяет одновременно измерять оптические и электрические свойства, а также форму наноматериалов за одно сканирование. Группа метрологии свойств материалов KRISS разъяснила принципы уникальной реакции поглощения инфракрасного излучения, наблюдаемой в двухслойном графене с помощью гибридного наномикроскопа. Исследователи KRISS подтвердили, что это явление вызвано дисбалансом зарядов между двумя слоями графена. Они также экспериментально продемонстрировали способность контролировать поглощение инфракрасного излучения, намеренно вызывая и регулируя дисбаланс зарядов.

Измерение аномального магнитного момента положительного мюона до 0,20 ppm

Коллаборация Muon g-2 недавно сообщила о новом измерении так называемой положительной мюонной магнитной аномалии, основанном на данных, собранных в Фермилабе в период с 2019 по 2020 год. Это измерение согласуется с их предыдущими измерениями, уменьшая при этом ошибку более чем в два раза. 2 из-за улучшения условий эксперимента. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Точная проверка квантовой электродинамики при измерении g-фактора электронов в водородоподобном олове

Учёным удалось получить водородоподобные ионы олова и хранить их в течение нескольких месяцев в ионной ловушке Alphatrap. Благодаря длительному времени хранения получилось измерить магнитный момент с беспрецедентной точностью. Водородоподобное олово имеет в своей оболочке только один электрон, как и обычный водород. Однако ядро атома олова имеет 50 протонов, а нейтральный элемент состоит из 50 электронов в своей оболочке. Используя ионную ловушку электронного пучка Heidelberg-EBIT, которая представляет собой устройство для генерации высокозаряженных ионов, физикам пришлось удалить 49 электронов. В экспериментальной установке, состоящей примерно из 100 000 ионов олова, бомбардируется электронами высокой энергии. При этом ионы последовательно теряют связанные электроны. После этого ионы, у которых в оболочке остался только один электрон, фильтруются и подаются в ловушку частиц эксперимента Alphatrap, где измеряются магнитные свойства электронов.

ATLAS измеряет силу сильного взаимодействия с рекордной точностью

В статье, только что отправленной в Nature Physics и в настоящее время доступной на сервере препринтов arXiv, коллаборация ATLAS описывает, как она использовала Z-бозон, электрически нейтральный носитель слабого взаимодействия, для определения силы сильного взаимодействия с беспрецедентной неопределенностью — ниже 1%. В новом анализе команда ATLAS сосредоточилась на тщательно выбранных распадах Z-бозона на два лептона (электроны или мюоны) и измерила поперечный импульс Z-бозона через продукты его распада.

Новый метод помогает точнее измерять космологические расстояния

После сложного статистического анализа около миллиона галактик группа исследователей из нескольких китайских университетов и Университета Кордовы смогла опубликовать результаты исследования в журнале Nature Astronomy. Более двух лет они работали над проектом, который позволит определять космологические расстояния с новой, большей степенью точности. В ходе исследования был разработан новый метод обнаружения так называемых барионных акустических колебаний (БАО). Эти волны, существование которых было впервые продемонстрировано в 2005 году, являются одними из немногих следов Большого взрыва, которые все еще можно обнаружить в космосе.

Самое точное в мире измерение аномального магнитного момента мюона

Коллаборация Muon g-2 объявила о своем долгожданном обновленном измерении. Новый результат совпадает с первым результатом сотрудничества, объявленным в 2021 году, и он вдвое точнее. На самом деле, это самое точное измерение, когда-либо сделанное с использованием ускорителя частиц. В состав коллаборации входит 181 ученый из семи стран и 33 учреждений, включая Аргоннскую национальную лабораторию Министерства энергетики США. Эксперимент проводится в Национальной ускорительной лаборатории Ферми при Министерстве энергетики США и направлен на измерение магнитных свойств мюона, фундаментальной частицы, поведение которой может указывать на существование новых частиц или взаимодействий.

Калибровка оптической фазированной решетки с помощью поточечной оптимизации

В статье, опубликованной в журнале Light: Advanced Manufacturing, группа ученых во главе с профессором Минджи Сунь из Бэйханского университета теоретически и экспериментально доказала существование оптической системы фазовой калибровки. Оптическая фазированная решетка (OPA) представляет собой немеханическое устройство управления лучом с высокой эффективностью направленности и отклонения. Благодаря высокому разрешению, быстрому отклику и отсутствию инерции OPA широко применяется в LiDAR, оптической связи в свободном пространстве, многолучевом формировании и многих других областях.

Создан квантовый радар, который превосходит классический на 20%

Группа исследователей из Ecole Normale Supérieure de Lyon, CNRS, недавно разработала квантовый радар, который может значительно превзойти все существующие радары, основанные на классических подходах. Этот новый радар, представленный в статье, опубликованной в Nature Physics, одновременно измеряет состояние запутанного зонда и состояния холостого микроволнового фотона, возникающие, когда этот зонд отражается от целевых объектов, сливаясь с тепловым шумом.