Сильные переходные магнитные поля, индуцированные ТГц-управляемыми плазмонами в графеновых дисках

Физики из Университета Дуйсбург-Эссен и их партнеры обнаружили, что крошечные листы графена могут становиться электромагнитами под действием инфракрасного излучения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Образец невидим для человеческого глаза: на поверхности размером 2х2 миллиметра расположены крошечные диски, каждый диаметром 1,2 микрометра, что составляет одну сотую ширины человеческого волоса. Они состоят из двух слоев графена — которые лежат друг на друге как блины. Их электроны свободно движутся в материале и могут подвергаться воздействию электромагнитных полей. Учёные использовали терагерцовое (ТГц) излучение с круговой поляризацией в инфракрасном диапазоне для возбуждения электронов. В ходе эксперимента генерировались магнитные поля величиной 0,5 Тесла; это примерно в 10 000 раз превышает магнитное поле Земли.

Ускорение сгустка высокозарядных электронов до 10 ГэВ в 10-сантиметровом ускорителе кильватерного поля с помощью наночастиц

Исследователи из Техасского университета в Остине, нескольких национальных лабораторий, европейских университетов и техасской компании TAU Systems Inc. продемонстрировали компактный ускоритель частиц длиной менее 20 метров, производящий электронный луч с энергией 10 миллиардов электронвольт (10 ГэВ). В настоящее время в США действуют только два других ускорителя, которые могут достичь таких высоких энергий электронов, но длина обоих составляет около 3 километров.

Разработан новый подход для однократной характеристики ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах

Ученые из Шанхайского института перспективных исследований (SARI) Китайской академии наук предложили и подтвердили новый подход к однократной характеристике ультракоротких лазерных импульсов на свободных электронах, основанный на собственной спектральной интерферометрии. Их инновационный подход, опубликованный в журнале Physical Review Letters, предлагает многообещающее решение проблем сверхбыстрых научных экспериментов. Был использован эффект подтягивания частоты как способ вызвать спектральный сдвиг. Этот позволило генерировать как сверхбыстрый импульс излучения, так и опорный импульс из одного и того же электронного пучка, что обеспечило самопривязку спектральной интерферометрии импульса излучения. С помощью установки мягкого рентгеновского лазера на свободных электронах продемонстрировано, что этот подход может точно восстановить полную спектрально-временную информацию аттосекундных рентгеновских импульсов с частотой ошибок восстановления менее 6%.

Создание вихрей в сверхтекучей жидкости из света

Используя специальную комбинацию лазерных лучей в качестве очень быстрой мешалки, физики RIKEN создали множество вихрей в квантовой фотонной системе и отследили их эволюцию. Эту систему можно использовать для изучения новой экзотической физики, связанной с возникновением квантовых состояний из вихревой материи. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters. Команда создала специальную лазерную мешалку, объединив обычный лазерный луч с лучом, имеющим форму пончика. Частоты двух лучей немного отличались, и эта разность частот соответствовала частоте, необходимой для вращения поляритонов. Используя этот луч, исследователи могли контролировать их скорость и направление вращения, а также создавать вихри по своему желанию. Показано, что чем быстрее вращение, тем больше вихрей можно захватить вблизи оси вращения.

Одномолекулярный рамановский переключатель с оптическим и электрическим приводом

Представлен одномолекулярный рамановский переключатель, который управляется не только приложенным напряжением, но и оптическими входами разных направлений. В этом исследовании было изучено совместное влияние оптического углового момента ближнего поля и напряжения смещения на рамановский отклик одного молекулярного перехода, создающего молекулярный переключатель. С помощью самодельной платформы спектроскопии молекулярных соединений (MJS) было охарактеризовано оптическое и электрическое конформационное переключение в ковалентно связанных соединениях металл-молекула-металл TM-TPD.

Обнаружение скрытых дефектов материалов с помощью однопиксельного терагерцового датчика

Учёные разработали уникальный терагерцовый датчик, который может быстро обнаруживать скрытые дефекты или объекты в целевом объеме образца с помощью однопиксельного спектроскопического терагерцового детектора. Вместо поточечного сканирования и формирования цифрового изображения этот датчик исследует объем образца, освещенного терагерцовым излучением за один снимок без формирования цифровой обработки изображения. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Этот новый датчик состоит из серии дифракционных слоев, автоматически оптимизированных с использованием алгоритмов глубокого обучения. После обучения эти слои преобразуются в физический прототип с использованием подходов аддитивного производства, таких как 3D-печать. Это позволяет системе выполнять полностью оптическую обработку без обременительной необходимости растрового сканирования или захвата/обработки цифровых изображений.

Вакуум в оптическом резонаторе может изменить магнитное состояние материала без лазерного возбуждения

Исследователи из Германии и США впервые теоретически продемонстрировали, что магнитным состоянием атомарно тонкого материала α-RuCl₃ можно управлять, просто поместив его в оптический резонатор. Важно отметить, что одних только флуктуаций вакуума в полости достаточно, чтобы изменить магнитный порядок материала из зигзагообразного антиферромагнетика в ферромагнетик. Работа команды опубликована в журнале npj Computational Materials.

Однофотонная камера на сверхпроводящей нанопроволоке с разрешением 400 000 пикселей

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) и их коллеги создали сверхпроводящую камеру, содержащую 400 000 пикселей — в 400 раз больше, чем любое другое устройство такого типа. Сверхпроводящие камеры позволяют ученым улавливать очень слабые световые сигналы, исходящие как от удаленных объектов в космосе, так и от частей человеческого мозга. Наличие большего количества пикселей может открыть множество новых приложений в науке и биомедицинских исследованиях. Исследователи сообщили о своей работе в выпуске журнала Nature от 26 октября.

Векторный спин-орбитальный эффект Холла света при жесткой фокусировке и его экспериментальное наблюдение в азополимерных пленках

Авторы статьи, опубликованной в журнале Opto-Electronic Science, представляют векторный анализ спин-орбитального эффекта Холла света при жесткой фокусировке в свободном пространстве. Это один из наиболее заметных эффектов, связанных с нарушением симметрии, в данном случае (фокусировкой) с использованием асимметричного падающего светового луча. Эффект проявляется в смещении сфокусированного пучка в поперечной фокальной плоскости в зависимости от направления вращения и орбитального момента ОУМ, а также величины ОУМ и является следствием требования сохранения углового момента (УМ). Основной результат аналитического и численного моделирования — при фокусировке асимметричного пучка, обладающего угловым моментом, все три декартовых компонента электрического поля в фокальной плоскости смещаются и/или перераспределяются.

Отклонение электромагнитных волн под действием псевдогравитации в искаженных фотонных кристаллах

Совместная группа исследователей манипулировала поведением света так, как если бы он находился под действием гравитации. Результаты, опубликованные в журнале Physical Review A 28 сентября 2023 года, имеют далеко идущие последствия для мира оптики и материаловедения, а также имеют значение для развития связи 6G. Ученые недавно теоретически предсказали, что воспроизведение эффектов псевдогравитации, возможно путем деформации кристаллов в области более низкой нормированной энергии (или частоты). Был использован кремниевый искаженный фотонный кристалл с первичной постоянной решетки 200 микрометров и терагерцовые волны. Эксперименты успешно продемонстрировали отклонение этих волн.