Универсальность энтропии Реньи в конформной теории поля выявляет универсальные правила квантовой запутанности во всех измерениях

Физики-теоретики использовали термическую эффективную теорию, показывающую, что квантовая запутанность подчиняется универсальным законам во всех измерениях. Их работа была опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследовательская группа под руководством Кусуки, профессора Хироси Оогури из Института физики и математики Вселенной Токийского университета Кавли (Kavli IPMU, WPI) и Калифорнийского технологического института (Caltech), а также исследователя из Caltech Шридипа Пала продемонстрировали универсальные особенности структур квантовой запутанности в высших измерениях, применив теоретические методы, разработанные в области физики элементарных частиц, к квантовой теории информации.

Гравитация из энтропии — радикально новый подход к объединению квантовой механики и общей теории относительности

В работе, опубликованной в Physical Review D, профессор Джинестра Бьянкони, профессор прикладной математики Лондонского университета королевы Марии, предлагает новую концепцию, которая может произвести революцию в нашем понимании гравитации и ее связи с квантовой механикой. Исследование под названием "Гравитация из энтропии" представляет новый подход, который выводит гравитацию из квантовой относительной энтропии, преодолевая разрыв между двумя наиболее фундаментальными теориями в физике: квантовой механикой и общей теорией относительности Эйнштейна.

Математические решения для изучения двумерного взаимодействия света в фотонных кристаллических лазерах

Фотонные кристаллические поверхностно-излучающие лазеры (PCSEL) — это усовершенствованные лазерные диоды, в которых оптическое усиление обычно распределяется латерально к распространяющемуся свету в структуре фотонного кристалла (PC). Они отличаются от традиционных лазеров разделением функций усиления, обратной связи и излучения, предлагая масштабируемую одномодовую мощность и инновационные конструкции. Это приводит к повышению производительности и новым возможностям применения. В статье, опубликованной в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 20 ноября 2024 года, учёные разработали метод численного моделирования взаимодействия световых волн внутри PCSEL.

Ограничения астрофизического уравнения состояния в цветовой сверхпроводящей щели

Образование пар (спаривание) кварков при чрезвычайно высокой плотности, так же как и электроны в сверхпроводнике, называется цветовой сверхпроводимостью. Силу спаривания внутри цветного сверхпроводника трудно рассчитать, и учёные давно знают связь силы с давлением плотной материи. Измерение размера нейтронных звезд и того, как они деформируются во время слияний, сообщает нам их давление и подтверждает, что нейтронные звезды действительно являются самой плотной видимой материей во Вселенной. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, чтобы вывести свойства кварковой материи при еще более высоких плотностях (где материя наверняка является цветным сверхпроводником), были использованы наблюдения нейтронных звезд. Представление о давлении и плотности в ядрах различных нейтронных звезд дали наземные радиотелескопы NICER и LIGO/Virgo.

Для исследования квантовой запутанности предложен тест Белла

Учёные предложили новый способ прямого исследования квантовой запутанности. Исследование было принято к публикации в Physical Review X. Команда с кафедры физики, в которую входят доктор Марко Руберти, профессор Виталий Авербух и профессор Флориан Минтерт, придумала способ использовать тест Белла для процесса фотоионизации, когда фотон заставляет электрон выбрасываться из атома, в результате чего электрон и образующийся в результате ион остаются запутанными. Используя передовую теорию многих тел, удалось показать, что это можно сделать путем одновременного измерения спина фотоэлектрона и фотонной эмиссии оставшегося иона.

Открытие новых уровней энергии в атомных сверхтонких структурах

С конца 1960-х годов лаборатория Эме Коттона (LAC) в Орсе, Франция, достигла значительного прогресса в классификации сложных атомных спектров. Эти достижения были обусловлены как развитием спектроскопии с преобразованием Фурье, так и новыми теоретическими интерпретациями атомных спектров. В исследовании, опубликованном в The European Physical Journal D, Софи Крёгер из Берлинского университета технологий и экономики провела подробный анализ инфракрасного (ИК) спектра протактиния, выявив 20 новых энергетических уровней, которые ранее не поддавались обнаружению с помощью более ранних методов, используемых LAC. Исследование демонстрирует важный прогресс в точности измерений атомного спектра, что вскоре может дать более глубокое понимание атомных структур и взаимодействий.

Физики разрабатывают новую модель, описывающую, как нити собираются в активную пену

Физики разработали теоретическую модель, которая объясняет образование таких структур, как активные пены из смеси белковых нитей и молекулярных моторов. Исследователи сообщили о своих выводах в журнале Physical Review X. Белковые нити, как и микротрубочки, и молекулярные моторы являются основными компонентами цитоскелета во многих типах клеток. Важным примером построения и перестройки клеточных структур посредством взаимодействия нитей и моторов является митотическое веретено, которое отвечает за правильное деление клеток. В результате динамического взаимодействия микротрубочек и молекулярных моторов могут возникать разнообразные структуры. Они включают в себя мицеллы, похожие на астеры, и новую фазу, называемую активной пеной. Основными строительными блоками этой пены являются бислои микротрубочек, в которых нити направлены в противоположных направлениях. Затем эти бислои объединяются, образуя сеть, которая подвергается устойчивым перестройкам. Благодаря разработанной математической модели удалось воспроизвести узоры, наблюдаемые в экспериментах, а также переход от мицелл к активной пене.

Обнаружен магнон-фононный резонанс Ферми в антиферромагнетике

В данной работе экспериментаторы и физики-теоретики, занимающиеся конденсированными средами из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Кельнского университета и Института Иоффе, открыли новый канал передачи энергии между магнонами и фононами в антиферромагнетике в условиях резонанса Ферми. Это может позволить в будущем контролировать такие антиферромагнитные системы для более быстрого и энергоэффективного хранения данных. Используя интенсивный и спектрально яркий сверхизлучающий источник ТГц на основе ускорителя в Центре источников мощного излучения ELBE HZDR, исследователи селективно возбудили антиферромагнитный спиновый резонанс и настроили его центральную частоту с помощью сильного внешнего магнитного поля до нескольких Тесла. Такая конфигурация позволила им настроить частоты спинового резонанса на половину частоты колебаний решетки, что соответствует условию резонанса Ферми. Был обнаружен новый режим связанной магнон-фононной динамики, который позволяет осуществлять обмен энергией между этими двумя подсистемами при резонансе Ферми. Настраивая частоты магнонов, учёные могут контролировать этот процесс и, в частности, усиливать магнон-фононную связь.

Определение показателя преломления на релятивистских скоростях

Учёные определили механический показатель преломления путем сравнения волнового уравнения Гельмгольца для света в оптической среде и независимого от времени уравнения Клейна-Гордона для релятивистской частицы в потенциале. Расчеты механического показателя преломления для частиц, движущихся с разными скоростями, вплоть до скорости света, точно совпадают с результатом Декарта в нерелятивистском пределе и результатом Ферма в ультрарелятивистском пределе.

Вязкость богатой барионами кварк-глюонной плазмы по данным сканирования энергии пучка

Столкновение тяжелых атомных ядер создает жидкий суп из фундаментальных строительных блоков видимой материи — кварков и глюонов. Этот суп имеет очень низкую вязкость. Теоретики провели первое систематическое исследование того, меняется ли и как эта вязкость в широком диапазоне энергий столкновения. В работе учитываются изменения, происходящие при прохождении сталкивающихся ядер друг через друга. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Расчеты предсказывают, что вязкость жидкости увеличивается с увеличением чистой барионной плотности — относительного содержания барионов (частиц, состоящих из трех кварков, таких как нейтроны и протоны, составляющие сталкивающиеся ядра) по сравнению с антибарионами (которые рождаются при столкновении).