Асимметрия одиночного спина в нормальном пучке ²⁰⁸Pb при низкой энергии: разрешённое противоречие или новая кинематическая загадка?

Рассеяние электронов на ядрах можно предсказать достаточно точными способами. Например, изменение спина входящих электронов на противоположный может слегка изменить картину рассеяния, что обусловлено обменом двумя «виртуальными фотонами» между электроном и ядром. Для большинства ядер теория точно предсказывает величину этого крошечного эффекта, и десятилетия экспериментов подтвердили эти предсказания. Более ранние измерения, проведённые на Национальном ускорительном комплексе имени Томаса Джефферсона Министерства энергетики США, показали, что для свинца этот спин-зависимый эффект, по-видимому, полностью исчезает, что не может объяснить ни одна существующая теория. Группа физиков из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (JGU) сделала важный шаг к ответу на этот вопрос, но обнаружила, что загадка ещё глубже, чем считалось ранее. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

В гипсе обнаружено новое поведение света

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances учеными из Национального института графена при Манчестерском университете и Университета Овьедо, выявило ранее невиданное поведение света в гипсе. В двумерной форме материала был обнаружен редкий тип волн, известный как сдвиговой фононный поляритон. В тонких пленках гипса эти волны претерпевают топологический переход от гиперболического к эллиптическому поведению, проходя через уникальное канализированное состояние. Это позволяет регулировать распространение света через материал.

Физики открыли алюминий-20, новый изотоп, испускающий три протона

В работе, опубликованной в Physical Review Letters 10 июля, учёные из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их коллеги сообщили о первом наблюдении и спектроскопии алюминия-20, ранее неизвестного и нестабильного изотопа, который распадается посредством редкого процесса испускания трех протонов.

Хиральные металлоорганические нанолисты обладают мультиферроичностью и топологическими свойствами при комнатной температуре

Учёные нашли способ спроектировать класс гомохиральных металлоорганических нанолистов, которые демонстрируют мультиферроичные и топологические узлы при комнатной температуре. Исследование опубликовано в Nano Letters. В работе предсказывается новый класс гомохиральных металлоорганических нанолистов, где 4-(3-гидроксипиридин-4-ил)пиридин-3-ол (HPP) используется в качестве органического линкера, а переходные металлы (TM = Cr, Mo и W) служат узлами. Эти материалы TM(HPP)₂ проявляют мультиферроичные и топологические свойства при комнатной температуре. Гомохиральность возникает из-за хиральной природы органических линкеров HPP. Структурные изменения хиральности приводят к топологическому фазовому переходу фонона Вейля.

Аномальный спиновый ток Холла управляет самогенерируемым спин-орбитальным моментом в ферромагнетике

Учёные из Университета Юты и Калифорнийского университета в Ирвайне (UCI) обнаружили новый тип спин-орбитального момента. Исследование, опубликованное в Nature Nanotechnology 15 января 2025 года, демонстрирует новый способ манипулирования спином и намагничиванием посредством электрических токов. Явление названо аномальным холловским моментом. Учёные говорят, что эти самогенерируемые спин-моменты уникально подходят для нейроморфных вычислений, которые имитируют работу человеческого мозга.

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.