Структурированная поверхность помогает создавать вакуум

С развитием технологий трехмерной печати появилась возможность создавать структуры со сложной пространственной геометрией, применяемые в различных областях техники. Для многих технологических процессов необходим высокий вакуум, и задачи оптимизации вакуумной техники, увеличения ее эффективности, снижения стоимости и габаритов остаются актуальной на протяжении многих лет. Обычно эти цели пытаются достичь с помощью двухэтапной схемы создания вакуума: первый этап предполагает удаление газа механическим или турбомолекулярным насосом, а на втором этапе давление снижают с помощью "геттерных" (от английского "get" – "получать") материалов, адсорбирующих остаточные газы. Оптимизация этого этапа сводится к подбору эффективных геттеров и контролю их состояния. В недавней статье [1] исследователи из Univ. of Nottingham (Великобритания) и двух британских инженерных фирм предложили новую идею увеличения эффективности этого этапа: с помощью структурированных поверхностей, создаваемых посредством 3D печати и покрытых не испаряемыми геттерами. Такие покрытия широко применяют в ускорителях частиц, вакуумных камерах, сенсорах, квантовых технологиях и других областях, где важно долгое время поддерживать чрезвычайно низкое давление. После активации поверхность геттера становится "активной" и способна эффективно поглощать газы, удерживая их внутри себя на длительное время. В данной работе использовали геттер на основе V-Zr-Ti, активирующийся при температуре 200 °C. Сама откачка газа происходила при комнатной температуре.

Томские физики-теоретики объяснили механизм электрического пробоя в вакууме

Научные сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) объяснили электродинамический механизм ускорения ионов в начальной стадии вакуумного пробоя. Разработанная теория позволяет не только упорядочить полученные ранее экспериментальные данные, но и решить проблему вакуумной изоляции космических аппаратов и промышленной сильноточной электроники. Катодная плазма, образующаяся за счет взрыва микроскопических неровностей катода или лазерного инициирования, расширяется с огромными скоростями, при этом аномальный характер носит само ускорение ионов. До недавнего времени это явление связывалось с формированием фазовых переходов, локализованных в областях электромагнитных и гидродинамических разрывов, или с опосредованным влиянием на ионы различной зарядности электрон-ионных и ион-ионных упругих рассеивающих столкновений. В ходе работы над проектом с помощью методов математического моделирования томские ученые смогли доказать, что на аномальное ускорение ионов на начальной стадии вакуумного пробоя главным образом влияют электрические поля, а другие факторы второстепенны и существенного воздействия на этот процесс не оказывают. Результатом нескольких лет работы физиков-теоретиков стало создание замкнутой согласованной кинетической теории, объясняющей природу разлета многокомпонентной плазмы в вакуумном разряде.

Вакуум в оптическом резонаторе может изменить магнитное состояние материала без лазерного возбуждения

Исследователи из Германии и США впервые теоретически продемонстрировали, что магнитным состоянием атомарно тонкого материала α-RuCl₃ можно управлять, просто поместив его в оптический резонатор. Важно отметить, что одних только флуктуаций вакуума в полости достаточно, чтобы изменить магнитный порядок материала из зигзагообразного антиферромагнетика в ферромагнетик. Работа команды опубликована в журнале npj Computational Materials.

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.

Использование квантовых флуктуаций для более быстрой генерации случайных чисел

Группа физиков из Гентского университета — Межуниверситетского центра микроэлектроники, Датского технического университета и Политехнического университета и Университета Бари — сообщает, что можно использовать квантовые флуктуации для генерации случайных чисел быстрее, чем стандартные методы. В своем исследовании, опубликованном в журнале PRX Quantum, группа использовала поведение пар частиц и античастиц для создания генератора случайных чисел, который работает до 200 раз быстрее, чем обычные системы.

Первичный эталон для измерения вакуума

Новая квантовая вакуумметрическая система, изобретенная исследователями из Национального института стандартов и технологий (NIST), прошла первое испытание и стала настоящим первичным эталоном, т. е. абсолютно точной без необходимости калибровки.