Экспериментальное подтверждение существования нового типа сверхпроводника на основе электронной нематичности

Команда учёных под руководством Йельского университета нашла убедительные доказательства существования нового типа сверхпроводящего материала, фундаментального научного прорыва, который может открыть дверь к созданию сверхпроводимости — потока электрического тока без потери энергии — по-новому. Это открытие также оказывает ощутимую поддержку давней теории сверхпроводимости, согласно которой она может быть основана на электронной нематичности, фазе материи, в которой частицы нарушают свою вращательную симметрию. В эксперименте учёные охлаждали материалы на основе железа до температуры менее 500 милликельвинов в течение нескольких дней. Для отслеживания материала они использовали сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), который снимает изображения квантовых состояний электронов на атомном уровне. Изображения СТМ позволили найти разрыв, который точно соответствует сверхпроводимости, вызванной электронной нематичностью.

Эффект антиферромагнитного диода в четно-слоистом MnBi₂Te₄

Исследователи из Гарвардского университета наблюдали эффект антиферромагнитного диода в четнослойном MnBi₂Te₄, антиферромагнитном материале, характеризующемся центросимметричным кристаллом, который не демонстрирует направленного разделения зарядов. Эффект может быть использован для разработки различных технологий, включая транзисторы с эффектом поля в плоскости и устройства сбора микроволновой энергии. Учёные изготовили устройства с использованием равномерного слоя MnBi₂Te₄ с двумя различными конфигурациями электродов. Некоторые из этих устройств имели электроды с стержнем Холла (продольные электроды, которые пропускают ток, и поперечные электроды, используемые для измерения эффекта Холла), в то время как другие имели радиально распределенные электроды (расположенные по кругу вокруг центральной точки). Для изучения свойств равномерно-слоистого MnBi₂Te₄ использовались пространственно-разрешенный оптический метод и методы сбора измерений генерации электрической суммарной частоты. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.

Получен симулятор обращения времени для квантовой эволюции

Исследовательская группа построила когерентную суперпозицию квантовой эволюции с двумя противоположными направлениями в фотонной системе и подтвердила ее преимущество в характеристике неопределенности ввода-вывода. Исследование было опубликовано в Physical Review Letters. Учёные построили класс процессов квантовой эволюции в фотонной установке, расширив обращение времени до инверсии входа-выхода квантового устройства. При замене входных и выходных портов квантового устройства полученная эволюция удовлетворяет свойствам обращения времени исходной эволюции, тем самым получая симулятор обращения времени для квантовой эволюции. Далее физики квантовали направление времени эволюции, достигнув когерентной суперпозиции квантовой эволюции и ее обратной эволюции. Они также охарактеризовали структуры, используя методы квантового свидетеля.

Новая модель предполагает, что партнерская антивселенная может объяснить ускоренное расширение без необходимости использования тёмной энергии

В отличие от существующих моделей, новая не требует каких-либо подходов с использованием темной энергии или модифицированной гравитации. Однако за это приходится платить — нужна анти-вселенная-партнер, чье течение времени противоположно связано с нашей Вселенной. Существуют веские аргументы в поддержку этой концепции. С точки зрения квантовой теории естественно, что Вселенные создаются парами. Недавно Бойл и др. предположили, что Вселенная не нарушает спонтанно симметрию обращения заряда, четности и времени, а, следовательно, после Большого взрыва создаются Вселенная и партнерская анти-симметричная Вселенная. Относительная энтропия, требующая двух состояний, в данном случае соответствует Вселенной и ее партнеру антивселенной. Ускоренное расширение кажется неизбежным во Вселенной, созданной парами, соблюдающими состояние нулевой энергии.

Первые точные измерения монофторида радия

Впервые физики-ядерщики провели точные измерения короткоживущей радиоактивной молекулы монофторида радия (RaF). В своем исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, учёные объединили методы захвата ионов со специализированными лазерными системами для измерения тонких деталей квантовой структуры RaF. Такой подход позволил охарактеризовать вращательные уровни энергии этой молекулы, а также определить схему ее лазерного охлаждения. Физики предсказали, что молекулы, содержащие тяжелые ядра грушевидной формы, такие как радий, очень чувствительны к ядерным электрослабым свойствам и физике, выходящей за рамки Стандартной модели. Сюда входят явления, нарушающие четность и симметрию обращения времени. Нарушение обращения времени является важным условием для объяснения асимметрии материи-антиматерии во Вселенной.

Астрофизики обнаружили огромные магнитные тороиды в гало Млечного Пути

В новом исследовании, опубликованном в «Астрофизическом журнале» 10 мая, учёные обнаружили огромные магнитные тороиды в гало Млечного Пути, которые имеют фундаментальное значение для распространения космических лучей и существенно ограничивают физические процессы в межзвездной среде и происхождение космических магнитных полей. Ранее была обнаружена поразительная антисимметрия эффектов Фарадея космических радиоисточников на небе относительно координат нашей галактики Млечный Путь, которая говорит о том, что магнитные поля в гало Млечного Пути имеют тороидальную структуру поля с обратными направлениями магнитного поля ниже и выше галактической плоскости. Сейчас было предположено, что фарадеевское вращение межзвездной среды вблизи Солнца можно подсчитать путем измерений большого количества пульсаров. Все данные измерений вращения Фарадея были собраны за последние 30 лет. Благодаря анализу данных ученые обнаружили, что антисимметрия измерений вращения Фарадея, вызванная средой в галактическом гало, существует по всему небу, от центра до антицентра нашего Млечного Пути. Это означает, что тороидальные магнитные поля столь странной симметрии имеют огромные размеры и существуют в радиусе от 6000 световых лет до 50 000 световых лет от центра Млечного Пути.

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.

Спины глюонов выровнены в том же направлении, что и спины протона, в котором они находятся

Новая публикация Коллаборации PHENIX на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) предоставляет убедительные доказательства того, что «спины» глюонов выровнены в том же направлении, что и спины протона, в котором они находятся. Результат, только что опубликованный в Physical Review Letters, предоставляет теоретикам новые данные для расчета того, какой вклад во вращение протона вносят глюоны — подобные клею частицы, удерживающие вместе кварки внутри протонов и нейтронов.

Новые экспериментальные доказательства восстановления киральной симметрии при высокой плотности вещества

Исследователи из RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science, Женского университета Нара, Немецкого научно-исследовательского института тяжелых ионов и других институтов по всему миру недавно приступили к сбору экспериментальных данных о средних эффектах в ядрах при более низких температурах. В своих экспериментах, изложенных в статье Nature Physics, они использовали методы спектроскопии для измерения состояний пионных атомов в (Sn), связанных системах, состоящих из пиона и атомного ядра.

Разработка надежных и масштабируемых молекулярных кубитов

Исследователи из Притцкеровской школы молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета, Университета Глазго и Массачусетского технологического института обнаружили, что молекулярные кубиты гораздо более стабильны в асимметричной среде, что расширяет возможности применения таких кубитов, особенно в качестве биологические квантовые сенсоры. Работа была опубликована в августе в Physical Review X.