Исследование связи между топологией и квантовой запутанностью

Топология и запутанность — два мощных принципа для характеристики структуры сложных квантовых состояний. В новой статье в журнале Physical Review X исследователи из Пенсильванского университета устанавливают связь между ними.

Роботехника решает вопросы искривленного пространства

Когда люди, животные и машины перемещаются по миру, они всегда на что-то наталкиваются, будь то земля, воздух или вода. До недавнего времени физики считали, что это константа, соответствующая закону сохранения импульса. Теперь исследователи из Технологического института Джорджии доказали обратное — когда тела существуют в искривленных пространствах, оказывается, что они действительно могут двигаться, не упираясь во что-то.

Ученые Курчатовского института уточнили "Правило Леонардо да Винчи"

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» — Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова уточнили знаменитое «правило Леонардо да Винчи» о структуре деревьев. В процессе разработки аппарата для определения размерности дерева по фотографии исследователи выяснили, что структура лиственных деревьев соответствует модели фрактала. Работа вызвала международный научный резонанс — она была опубликована в журнале «Physical Review E». В НИЦ «Курчатовский институт» по этой теме запланирован общеинститутский семинар.

Обнаружена топологическая фаза в спиновых цепочках

В некоторых материалах существуют фазы, переход между которыми невозможен, поскольку они защищены определенной формой симметрии. Физики называют их топологическими фазами. Одним из примеров этого является фаза Холдейна, названная в честь лауреата Нобелевской премии по физике 2016 года Дункана Холдейна, которая возникает в антиферромагнитных цепях со спином 1. Группе исследователей из MPQ удалось реализовать это экзотическое состояние материи в простой системе ультрахолодных атомов. С помощью квантового газового микроскопа они привели атомные спины в нужную форму, измерили свойства системы и таким образом обнаружили скрытый внутренний порядок, характерный для фазы Холдейна. Их результаты опубликованы в Nature.

Как остановить свет?

Команда экспериментально подтвердила, что, соединив два волновода, один с плохо определенной топологией, а другой с четко определенной топологией, можно немедленно остановить краевую моду на стыке между волноводами, создавая топологическую необычность. Волна останавливается на своем пути в сингулярности, которую можно представить как сток энергии, где вся поступающая энергия концентрируется и в конечном итоге рассеивается в одной точке пространства. Эти захватывающие разработки предлагают новый способ достижения топологических сингулярностей, характерных для экстремальных волновых явлений. Это может быть полезно для сбора энергии и усиления нелинейных эффектов.

Опубликованы результаты топологии ленты Мёбиуса, синтезированной из наноуглерода

Группа под руководством Кенитиро Итами (профессор Университета Нагоя), Ясутомо Сегава (доцент Института молекулярных наук) и Ю Хидзиката (специально назначенный доцент, ICReDD) синтезировала лентообразный молекулярный наноуглерод со скрученной структурой, топологией ленты Мёбиуса (то есть углеродный нанопояс Мёбиуса), и опубликовали свои результаты в Nature Synthesis.