Невзаимность в поляризации фотонов на основе направления поляризатора в гравитационных полях

Группа физиков открыла новый способ объединение двух фундаментальных теорий — теории гравитации Эйнштейна и квантовой механики. Уорнер А. Миллер, доктор философии, соавтор и профессор кафедры физики в Колледже наук имени Чарльза Э. Шмидта при Флоридском Атлантическом университете в сотрудничестве с учеными из Сеульского университета и Сеульского национального университета, Южная Корея, обнаружили, что поляризация света — направление, в котором он вибрирует при движении — может вести себя неожиданным образом при прохождении через искривленное пространство. Оказалось, что свет не "отменяет" своего поворота, даже если он возвращается по своему пути. Это бросает вызов общепринятому мнению, что свет всегда возвращается в исходное состояние после прохождения замкнутого контура, особенно если на его путь влияет только гравитация. Результаты исследования были опубликованы в Scientific Reports.

Связь между спином электронов и переносом протонов в хиральных биологических кристаллах

Протоны являются основой биоэнергетики. Способность перемещать их через биологические системы необходима для жизни. Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences впервые показывает, что перенос протонов напрямую зависит от спина электронов при измерении в хиральных биологических средах, таких как белки. Другими словами, движение протонов в живых системах не является чисто химическим; это также квантовый процесс, включающий спин электрона и молекулярную хиральность.

Связанные состояния с полосами в континууме в цилиндрических зернистых кристаллах

Почти столетие назад лауреаты Нобелевской премии Джон фон Нейман и Юджин Вигнер предложили контринтуитивную концепцию: при определенных условиях волны могут быть захвачены на неопределенный срок без какой-либо утечки энергии. Эти так называемые связанные состояния в континууме (BIC) подобны водоворотам, которые остаются на месте, даже когда река течет вокруг них. Но в течение десятилетий ученые считали, что это явление не может существовать в компактной одночастичной системе. Совместная исследовательская группа успешно продемонстрировала полное удержание механических волн в одном резонаторе. Их результаты, опубликованные 3 апреля в Physical Review Letters.

Открыты четыре новых миллисекундных пульсара гамма-излучения

Международная группа астрономов сообщает, что с помощью радиотелескопа Murriyang в обсерватории Паркса в Австралии обнаружила четыре новых миллисекундных пульсара гамма-излучения (PSR J0646−5455, PSR J1803−4719, PSR J2045−6837 и PSR J1833−3840). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной 16 марта на сервере препринтов arXiv.

Фотоиндуцированная хиральность в нехиральном кристалле

Команда учёных из Гамбурга-Оксфорда сосредоточилась на антиферро-хиральных кристаллах, типе нехиральных кристаллов, напоминающих антиферромагнитные материалы, в которых магнитные моменты анти-выравниваются в шахматном порядке, что приводит к исчезающей чистой намагниченности. Антиферро-хиральный кристалл состоит из эквивалентных количеств лево- и правосторонних подструктур в элементарной ячейке, что делает его в целом нехиральным. Исследовательская группа под руководством Андреа Каваллери из Института структуры и динамики материи Общества Макса Планка использовала терагерцовый свет для повышения этого баланса в нехиральном материале фосфате бора (BPO₄), таким образом вызывая конечную хиральность в сверхбыстром масштабе времени. Исследование группы опубликовано в журнале Science.

Оптические скирмионы из метаволокон с субволновыми характеристиками

Существующие методы генерации оптических скирмионов обычно требуют громоздких и сложных установок пространственной модуляции света, что ограничивает их масштабируемость и практическое применение. Существующие методы генерации ограничены оптическими ближними полями, что делает сложным обнаружение скирмионов, а распространение в свободном пространстве на большие расстояния практически невозможным. Учёные разработали гибкое метаволоконное устройство, способное генерировать оптические скирмионы с настраиваемыми топологическими текстурами и беспрецедентными характеристиками субволновой поляризации. Эта метаволоконная платформа включает метаструктуры непосредственно на кончиках волокна, что позволяет создавать структурированные световые поля с точно настраиваемыми топологическими характеристиками. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. В будущих работах могут быть изучены дополнительные функциональные возможности, такие как спиновые скирмионы и реконфигурируемые метаповерхности, основанные на фазовом изменении или двумерных материалах, что еще больше расширит сферу применения топологически спроектированных световых полей.

Обнаружен полностью оптический аналог ядерного магнитного резонанса с квантовыми жидкостями света

Исследователи из Сколтеха, Варшавского университета и Исландского университета продемонстрировали, что оптическими средствами можно возбудить и перемешать экситон-поляритонный конденсат, который излучает линейно поляризованный свет с осью поляризации, следующей за направлением перемешивания. Вращение линейной поляризации излучаемого света соответствует перемешиванию спина поляритона. Скорость такой модуляции во времени может достигать ГГц благодаря сверхбыстрой динамике поляритонной системы. Обнаружено, что эта прецессия происходит только при определенных резонансных условиях внешнего перемешивания и внутренних параметров системы. Работа опубликована в журнале Optica. Экспериментальная работа полностью проводилась в Центре фотоники Сколтеха.

Управляемые монополи орбитального углового момента в хиральных топологических полуметаллах

Благодаря сочетанию надежной теории и экспериментов на Swiss Light Source SLS в Институте Пауля Шеррера PSI, было продемонстрировано существование монополей орбитального углового момента электронов (ОАМ), вращающихся вокруг атомного ядра. Что стало предметом большого теоретического интереса, поскольку они предлагают значительные практические преимущества для развивающейся области орбитроники, потенциальной энергоэффективной альтернативы традиционной электронике. Открытие опубликовано в журнале Nature Physics. Международная исследовательская группа под руководством ученых из Института Пауля Шеррера PSI и Институтов Макса Планка в Галле и Дрездене (Германия) продемонстрировала, что хиральные топологические полуметаллы — новый класс материалов, открытый в PSI в 2019 году, — обладают свойствами, которые делают их весьма практичным выбором для генерации токов ОАМ. Для эксперимента была использована техника, известная как круговой дихроизм в угловой фотоэмиссионной спектроскопии, или CD-ARPES, использующей циркулярно поляризованные рентгеновские лучи от источника синхротронного света. Предположение заключается в том, что если вы используете циркулярно поляризованный свет, вы измеряете то, что прямо пропорционально OAM.

Разработан новый тип голограмм, способный проецировать несколько изображений высокой точности без перекрестных помех

Исследователи разработали новый тип голограмм, известный как «метаголограммы», способный проецировать несколько изображений высокой точности без перекрестных помех. Этот прорыв открывает путь к технологиям следующего поколения, включая дисплеи виртуальной/дополненной реальности (AR/VR), хранение информации и шифрование изображений. Работа опубликована в журнале eLight. Предлагаемая метаголограмма использует метод геометрического фазового кодирования и состоит из миллионов поликремниевых наностолбиков субволнового масштаба, каждый размером примерно 100 нм, идентичных по размеру, но с пространственно изменяющимися углами вращения. Устройство также включает в себя плоский стеклянный волновод для передачи падающего света и использует такие свойства, как поляризация и угол, для переключения проекции до шести уникальных изображений высокой четкости без перекрестных помех. Кроме того, исследователи создали двухканальную полноцветную метаголограмму и даже восемнадцатиканальную метаголограмму, используя комбинацию различных методов мультиплексирования.

Первое обнаружение магнитных массивных звезд за пределами нашей галактики

Впервые магнитные поля были обнаружены у трех массивных горячих звезд в соседних с нами галактиках — Большом и Малом Магеллановом Облаке. Хотя массивные магнитные звезды уже обнаружены в нашей галактике, открытие магнетизма в Магеллановых облаках особенно важно, поскольку в этих галактиках имеется большое количество молодых массивных звезд. Это дает уникальную возможность изучить активно формирующиеся звезды и верхний предел массы, которую звезда может иметь и оставаться стабильной. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.