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.

Мультиферроичность при комнатной температуре в гетероструктурах, построенных на силах Ван дер Ваальса

Мультиферроики — это материалы, которые одновременно демонстрируют два или более ферроидных порядка — стабильные конфигурации физических свойств, которые можно переключать с помощью внешнего воздействия. Эти материалы полезны для разработки различных технологий, включая энергонезависимые маломощные запоминающие устройства, спинтронные устройства, миниатюрную электронику, нейроморфное оборудование, датчики и магнитоэлектрические устройства. Ключевое преимущество мультиферроиков заключается в возможности соединения различных ферроидных порядков, что, например, позволяет инженерам изменять магнитные свойства с помощью электрического напряжения. Учёные из Университета Мэриленда и других институтов продемонстрировали подход к созданию гетероструктур Ван-дер-Ваальса, проявляющих мультиферроичность при комнатной температуре. Их стратегия, изложенная в статье журнала Science, была успешно использована для создания двумерной мультиферроидной гетероструктуры, в которой магнитные свойства можно регулировать с помощью малых напряжений.

Сосуществование резонансных мод металла и диэлектрика в единой наноструктуре гиперболического материала

Металлические наноструктуры исключительно эффективно концентрируют свет в крошечных объемах, в то время как диэлектрические наноструктуры превосходно накапливают свет с минимальными потерями энергии. Традиционно для объединения этих взаимодополняющих свойств требовались сложные гибридные структуры, в которых смешиваются два оптических режима, что затрудняло их независимое управление. Поэтому достижение обоих типов резонанса в рамках одной наноструктуры без интерференции мод остается серьезной проблемой в нанофотонике, ограничивающей разработку компактных многофункциональных оптических устройств. Для решения этой задачи учёные разработали наноструктуры с использованием природного гиперболического двумерного материала MoOCl₂, который ведет себя как металл вдоль одного кристаллического направления и как диэлектрик вдоль перпендикулярного направления, что позволяет сосуществовать двум принципиально различным резонансным модам в пределах одной наноструктуры. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

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.

Наблюдение критического масштабирования в универсальном классе бозе-газа

Физики изучили критическое поведение фотонов вблизи фазового перехода, при котором термодинамические величины резко возрастают или расходятся незадолго до бозе-эйнштейновской конденсации, что ранее никогда не наблюдалось в фотонных газах. Были измерены пространственные корреляции практически невзаимодействующего двумерного фотонного газа, захваченного в зеркальном ящике в момент конденсации, и определён критический показатель — величина, описывающая быстрое увеличение длины корреляции при изменении температуры вблизи фазового перехода. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Поворот на 2 градуса создает наноразмерную сетку, которая улавливает световую энергию при комнатной температуре

Возможно, вы когда-нибудь пытались сделать снимок экрана компьютера крупным планом и заметили волнообразный, рябящий эффект. Это возникает, когда две тонкие, повторяющиеся сетки перекрываются и слегка смещаются, например, когда пиксельная сетка сенсора вашей камеры перекрывается с пиксельной сеткой экрана. Фотографы знают это как муаровый узор и обычно пытаются от него избавиться. Учёные из Университета Твенте в сотрудничестве с учеными из Утрехта (Бразилия) и Японии специально создали такой узор. Они сложили два листа дисульфида молибдена, полупроводникового кристалла толщиной всего в три атома, и повернули верхний лист на 2 градуса. Полученный узор изменяет взаимодействие материала со светом и повторяется каждые 9 нанометров. Десять тысяч таких повторов помещаются на ширине одного человеческого волоса. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Physics, могут найти применение в сверхмалых источниках света и оптических датчиках.

Гибридные нелинейные эффекты в фотонных интегральных схемах

Современные фотонные чипы позволяют размещать сложные оптические функции на устройствах размером меньше ногтя. Они все чаще используются для генерации, управления и измерения света в самых разных областях применения, от связи до сенсорики. Однако большинство таких чипов используют один и тот же материал для выполнения основной работы, что ограничивает диапазон оптических эффектов, которые они могут производить. В данной работе учёные продемонстрировали другой подход: использование двух материалов для совместной работы. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, физики объединили два нелинейных оптических эффекта, которые обычно возникают по отдельности. В их устройстве было использовано ядро из нитрида кремния для генерации оптических частотных гребенок, в то время как окружающий слой диоксида кремния производил рамановское рассеяние. Объединив преимущества обоих материалов, команда создала новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон частот света на одном чипе.

Первый поляритонный лазерный диод с электрической накачкой на основе перовскита

Учёные из Сколтеха (группа ВЭБ.РФ) и их коллеги из Университета ИТМО и НИУ ВШЭ впервые продемонстрировали прямую электрическую накачку поляритонного лазера на основе галогенидного перовскитного микрокристалла, полученного из раствора. Опубликованные в журнале Nature результаты представляют собой решение давней проблемы физики полупроводников и оптоэлектроники, которая десятилетиями оставалась препятствием на пути к решению технологической задачи: создать недорогие неэпитаксиальные лазерные диоды, работающие под непрерывным электрическим током. Такие устройства найдут применение в оптических сенсорах и спектроскопии, высокоскоростных вычислениях и энергоэффективных нейроморфных компьютерах. Исследование было поддержано программой Clover, Российским научным фондом (грант № 22-13-00436-П и грант № 23-72-00031), а также программой фундаментальных исследований НИУ ВШЭ HSE-BR-2025-069.

Получены первые прямые доказательства существования топологического состояния Флоке

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe).

Скрученный лазерный свет позволяет различать зеркально симметричные молекулы по количеству её фрагментов

Учёные из Института фундаментальных исследований Тата Индийского технологического института в Бомбее и Индийского технологического института в Хайдарабаде показали, как сам свет может быть сконструирован таким образом, чтобы вести себя как нитевидный зонд, избирательно взаимодействуя с молекулами в зависимости от их хиральности. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, показывает, что свет может принимать не только вращательную форму, но и закручиваться при распространении. Когда такой закрученный свет взаимодействует с хиральными молекулами, результат существенно зависит от того, насколько "закручивание" света соответствует внутренней хиральности молекулы.