Наблюдение гексагонального плотноупакованного водяного льда в условиях, характерных для недр ледяных гигантов

Глубоко внутри таких планет, как Нептун и Уран, лёд не похож на замороженные кубики, которые вы кладёте в холодный напиток. Из-за огромной температуры и давления он переходит в странное состояние суперионного лёд, где атомы кислорода образуют твёрдую сетку, в то время как ядра водорода свободно перемещаются сквозь неё (как в жидкости), позволяя проводить электричество. Учёные попытались выяснить какие формы горячего проводящего льда образуются при таких процессах. Работа опубликована в  журнале Physical Review Letters.

Наблюдение критического масштабирования в универсальном классе бозе-газа

Физики изучили критическое поведение фотонов вблизи фазового перехода, при котором термодинамические величины резко возрастают или расходятся незадолго до бозе-эйнштейновской конденсации, что ранее никогда не наблюдалось в фотонных газах. Были измерены пространственные корреляции практически невзаимодействующего двумерного фотонного газа, захваченного в зеркальном ящике в момент конденсации, и определён критический показатель — величина, описывающая быстрое увеличение длины корреляции при изменении температуры вблизи фазового перехода. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Квантовый световой двигатель связывает термодинамику атомов и фотонов с классической физикой

Что такое тепло и что такое полезная работа, если машина состоит только из атома и частиц света? В современных квантовых технологиях подобные вопросы связывают термодинамику с квантовой физикой. Учёные из Базельского университета в Швейцарии разработали теоретический подход, который позволяет примирить обе теории. Задача, стоящая перед физиками, заключается в поиске подхода к описанию таких систем, который работал бы как для полностью квантово-механической системы, так и в полуклассическом пределе. Последний представляет собой предельный случай, когда одна часть системы рассматривается квантово-механически, а для другой части достаточно классической физики. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters.

Новая модель объединяет физику сегнетоэлектриков и моделирование электрических цепей

Согласно исследованию, проведенному инженерным факультетом Мичиганского университета, новая аналитическая модель, основанная на физических принципах, может точно предсказывать поведение сегнетоэлектриков при реальных сложных напряжениях. Модель устраняет давний разрыв между фундаментальной физикой переключения и практическим проектированием устройств. Работа опубликована в журнале Advanced Materials. 

В металлических нанокристаллах обнаружены фрактальные структуры

В новом исследовании, проведенном кафедрой прикладной физики и материаловедения Университета Северной Аризоны, группа учёных обнаружила, что фрактальные объекты, аналогичные снежинкам из льда, возникают в нанокристаллах золота, меди и железа. Когда частицы металла слипаются в ходе молниеносной химической реакции, они образуют пятиугольные структуры, очень похожие на природные снежинки, — явление, имеющее невероятно важное значение для будущего нанотехнологий. Статья была опубликована в качестве главной в журнале Small.

Сильное приливное рассеяние на Титане исключает существование подповерхностного океана

Тщательный повторный анализ данных, собранных более десяти лет назад, показывает, что у крупнейшего спутника Сатурна, Титана, под ледяной поверхностью нет обширного океана, как предполагалось ранее. Измерение введённой временной задержки позволило определить сколько энергии требуется для изменения формы Титана, что дало возможность сделать выводы о вязкости его недр. В условиях глобального океана количество энергии, потерянной или рассеянной на Титане, оказалось намного больше, чем ожидали учёные. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Экспериментальное исследование принципа Ландауэра в квантовом многочастичном режиме

Учёные распространили принцип Ландауэра на квантовые многочастичные системы, состоящие из множества взаимодействующих квантовых частиц. В их статье, опубликованной в журнале Nature Physics, представлен подход к экспериментальному исследованию этого принципа в квантовом режиме и проверке теоретических предсказаний, основанных на квантовой термодинамике.

Рассеяние нейтронов и термодинамические доказательства возникновения фотонов и фракционирования в пирохлоровом спиновом льду

Международная группа ученых под руководством Пэнчэна Дая из Университета Райса подтвердила существование возникающих фотонов и фракционированных спиновых возбуждений в редкой квантовой спиновой жидкости. Работа опубликована в Nature Physics 19 июня. Выводы исследования идентифицируют кристаллическое соединение церий-цирконий-оксид (Ce₂Zr₂O₇) как четкую трехмерную реализацию этого экзотического состояния вещества — Ce₂Zr₂O₇ ведет себя как настоящий квантовый спиновый лед, особый класс квантовых спиновых жидкостей в трех измерениях.

Доказательство теоремы Нернста

Теорема Нернста — общее экспериментальное наблюдение, представленное в 1905 году, согласно которому при стремлении к нулю температуры обмен энтропией тоже стремится к нулю — была напрямую связана со вторым принципом термодинамики, устанавливающим возрастающую энтропию Вселенной. Автором доказательства является профессор Севильского университета Хосе Мартин-Олалла. Работа опубликована в The European Physical Journal Plus. В исследовании опровергнуто рассуждение Эйнштейна об отделении теоремы от второго принципа термодинамики.

Получено экспериментальное подтверждение расчётов моделирования турбулентности в термоядерной плазме с беспрецедентной точностью

В ходе комплексного экспериментального исследования международная группа исследователей подтвердила расчеты ведущего кода моделирования турбулентности в беспрецедентной степени. Это знаменует собой крупный прорыв в понимании процессов турбулентного переноса в устройствах ядерного синтеза. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications и закладывают важную основу для прогнозирования эффективности термоядерных электростанций.