А вот иллюстрация к предыдущему посту, показывающая наглядно, как работает механизм внимания при машинном переводе. Авторы тестировали свою модель на переводе предложений с английского языка на французский. На рисунке показаны матрицы степеней соответствия eᵢᵤ между словами исходного предложения (столбцы) и словами переведенного предложения (строки). Они показывают, насколько сильное внимание нужно обратить при подборе каждого переведенного слова на различные слова оригинала.
Слева видна интересная антидиагональная структура, возникшая из-за обращения порядка слов при переводе European Economic Area на французский как zone économique européen.
Справа видно, что возникает при переводе the man как l’ homme. При выборе артикля l’ нейросеть больше всего внимания обращает не на его дословный аналог the в исходном предложении, а на последующее слово man – потому что во французском языке артикль зависит от рода, числа и первой буквы последующего слова.
#нейронные_сети #популярное
Слева видна интересная антидиагональная структура, возникшая из-за обращения порядка слов при переводе European Economic Area на французский как zone économique européen.
Справа видно, что возникает при переводе the man как l’ homme. При выборе артикля l’ нейросеть больше всего внимания обращает не на его дословный аналог the в исходном предложении, а на последующее слово man – потому что во французском языке артикль зависит от рода, числа и первой буквы последующего слова.
#нейронные_сети #популярное
👍1🤔1
Свежий эксперимент с наблюдением жидкости Латинджера в скрученном бислое двумерного дихалькогенида переходных металлов WTe₂. Это экзотическая фаза, возникающая в одномерной системе взаимодействующих электронов, в которой обычные электронные и дырочные возбуждения пропадают, а их место занимают существенно коллективные плазмоны и спиноны.
Муаров узор, получающийся при скручивании WTe₂ на небольшой угол, оказывается не треугольным (как обычно), а состоящим из одномерных цепочек. Перескоки электронов вдоль цепочки гораздо сильнее, чем между цепочками, что дает начало массиву почти независимых квантовых нитей.
Физика латенждеровской жидкости проявляется, например, в том, что дифференциальная туннельная проводимость dI/dV между нитями зависит от температуры и напряжения степенным образом: dI/dV ~ T^α, V^α, где α ≈ 1.53. Это следствие подавления плотности состояний квазичастиц вблизи уровня Ферми. На графике видно, как все зависимости (dI/dV)/T^α схлопываются в одну кривую.
#дихалькогениды_переходных_металлов
Муаров узор, получающийся при скручивании WTe₂ на небольшой угол, оказывается не треугольным (как обычно), а состоящим из одномерных цепочек. Перескоки электронов вдоль цепочки гораздо сильнее, чем между цепочками, что дает начало массиву почти независимых квантовых нитей.
Физика латенждеровской жидкости проявляется, например, в том, что дифференциальная туннельная проводимость dI/dV между нитями зависит от температуры и напряжения степенным образом: dI/dV ~ T^α, V^α, где α ≈ 1.53. Это следствие подавления плотности состояний квазичастиц вблизи уровня Ферми. На графике видно, как все зависимости (dI/dV)/T^α схлопываются в одну кривую.
#дихалькогениды_переходных_металлов
👍2
Гидродинамическая генерация спина – это появление спиновой поляризации в жидкости, течение которой обладает завихренностью. Как показано на схеме слева, при вязком течении в трубке возникают поперечный градиент скорости v и завихренность ω = rot v. Из-за гиромагнитной связи вращение жидкости дает спиновую поляризацию s ~ ω, которая, будучи пространственно неоднородной, выравнивается посредством диффузионных спиновых токов jˢ ~ ∇s.
В этом эксперименте была зарегистрирована сильная генерация спина при протекании ртути через тонкие капилляры. Спиновые токи, направленные от стенок капилляра к центру, приводят, за счет имеющегося в ртути обратного спинового эффекта Холла, к генерации разности потенциалов V_e вдоль оси.
Как показано на схеме и графиках, при ламинарном течении, когда скорость потока пропорциональна перепаду давлений v ~ P, градиент скорости равномерно распределен по сечению. При турбулентном течении v ~ √P, градиент сосредоточен вблизи стенок и эффективность генерации снижается.
#гидродинамика
В этом эксперименте была зарегистрирована сильная генерация спина при протекании ртути через тонкие капилляры. Спиновые токи, направленные от стенок капилляра к центру, приводят, за счет имеющегося в ртути обратного спинового эффекта Холла, к генерации разности потенциалов V_e вдоль оси.
Как показано на схеме и графиках, при ламинарном течении, когда скорость потока пропорциональна перепаду давлений v ~ P, градиент скорости равномерно распределен по сечению. При турбулентном течении v ~ √P, градиент сосредоточен вблизи стенок и эффективность генерации снижается.
#гидродинамика
Занятная идея спаривания безмассовых дираковских электронов, происходящего в некотором диапазоне энергий симметрично вокруг дираковской точки, но над уровнем Ферми.
Такое спаривание не должно приводить к появлению щели в спектре, как в сверхпроводнике или экситонном диэлектрике. Авторы предполагают, что коэффициенты преобразований Боголюбова u и v, определяющие структуру спаривания, по всему протяжению слоя спаривания близки к u = v = 1/√2. Это означает, что электронные состояния в среднем заполнены на 1/2.
Таким образом, ниже области спаривания (сплошная синяя область) электронные состояния заняты полностью, а в самой области спаривания вблизи дираковской точки (заштрихованная синяя область) они заняты наполовину и скоррелированы. Общее число электронов выходит такое же, как если бы уровень Ферми находится ровно в дираковской точке.
Авторы назвали область спаривания ферми-льдом, «парящим» над морем Ферми – по аналогии с обычным льдом, который плавает на поверхности воды.
#графен #сверхпроводимость
Такое спаривание не должно приводить к появлению щели в спектре, как в сверхпроводнике или экситонном диэлектрике. Авторы предполагают, что коэффициенты преобразований Боголюбова u и v, определяющие структуру спаривания, по всему протяжению слоя спаривания близки к u = v = 1/√2. Это означает, что электронные состояния в среднем заполнены на 1/2.
Таким образом, ниже области спаривания (сплошная синяя область) электронные состояния заняты полностью, а в самой области спаривания вблизи дираковской точки (заштрихованная синяя область) они заняты наполовину и скоррелированы. Общее число электронов выходит такое же, как если бы уровень Ферми находится ровно в дираковской точке.
Авторы назвали область спаривания ферми-льдом, «парящим» над морем Ферми – по аналогии с обычным льдом, который плавает на поверхности воды.
#графен #сверхпроводимость
👍1
Эффект Ааронова-Бома заключается в том, что волновая функция заряженной частицы, обходящей вокруг соленоида с магнитным потоком, приобретает нетривиальную фазу. Или, что то же самое, два фрагмента волнового фронта, обходящие соленоид слева и справа, приобретают разность фаз, которую можно обнаружить интерференционными измерениями.
При этом предполагается, что сама частица не попадает в область магнитного поля внутри соленоида. С классической точки зрения, она не подвергается действию силы Лоренца и поэтому не должна никак «чувствовать» наличие магнитного потока. Но в квантовой механике это не так: наличие магнитного поля внутри соленоида влияет на квантовое состояние частицы, обходящей вокруг него.
В обоих случаях приобретаемая фаза (или разность фаз) равна φ = (e/ℏc)∮A•dl = eΦ/ℏc, где циркуляция векторного потенциала A берется по замкнутому контуру, обходящему вокруг соленоида. При помощи теоремы Стокса ее можно связать с потоком Φ магнитного поля B = rot A через соленоид. Хотя сам векторный потенциал ненаблюдаем и зависит от калибровки, его циркуляция по замкнутому контуру (как и магнитный поток) калибровочно инвариантна и наблюдаема. Таким образом, и фаза φ тоже наблюдаема, но для ее наблюдения требуется, тем или иным образом, замыкать контур обхода вокруг соленоида.
В этой странной статье в Physical Review Letters утверждается, что фаза, приобретаемая волновой функцией частицы при движении вокруг соленоида, наблюдаема и не зависит от калибровки даже без замыкания траектории. К примеру, если частица начнет обходить соленоид слева и пройдет 1/4 дуги, то фаза ее волновой функции, приобретенная в ходе такого незавершенного обхода, может быть однозначно вычислена и измерена. Авторы отталкиваются от рассмотрения частицы как квантовой системы, соленоида – как классической системы, а взаимодействие частицы с соленоидом рассматривается посредством квантованного электромагнитного поля.
При этом авторы сначала берут кулоновскую калибровку, а потом заявляют: «мы получили калибровочно инвариантный результат». Звучит забавно – калибровочно инвариантный результат, полученный в кулоновской калибровке. У них выходит некое выражение для фазы, связанное с энергией электромагнитного взаимодействия частицы с соленоидом, и при этом имеющее противоположные знаки при нахождении частицы слева или справа.
Также авторы предлагают измерить разность фаз, приобретаемую частицей при обходе соленоида слева или справа, без завершения этого обхода – если и слева, и справа частица пройдет лишь часть пути. Для этого частицу можно реализовать в виде кубита, переменная σ_z которого задает нахождение слева (σ_z = +1) или справа (σ_z = –1) от соленоида. Тогда измерение фазы волновой функции кубита, приведенного в состояние суперпозиции (|+1> + |–1>)/√2 и во взаимодействие с соленоидом, даст калибровочно инвариантную разность фаз, приобретенную при незавершенном обходе.
С моей точки зрения, проблема здесь в том, что само техническое устройство кубита предполагает определенную калибровку относительной фазы между состояниями |+1> («слева от соленоида») и |–1> («справа от соленоида»). Эта калибровка уже определенным образом соотносит между собой фазы частицы в двух пространственно удаленных точках и, тем самым, эффективно замыкает путь обхода. Таким образом, предлагаемая авторами методика и правда дает возможность измерить калибровочно инвариантную разность фаз, но обход вокруг соленоида здесь на самом деле замкнут. Так что измерение калибровочно инвариантной фазы Ааронова-Бома вдоль незамкнутого участка траектории все-таки оказывается невозможным.
#квантовая_механика #электродинамика #топологические_материалы
При этом предполагается, что сама частица не попадает в область магнитного поля внутри соленоида. С классической точки зрения, она не подвергается действию силы Лоренца и поэтому не должна никак «чувствовать» наличие магнитного потока. Но в квантовой механике это не так: наличие магнитного поля внутри соленоида влияет на квантовое состояние частицы, обходящей вокруг него.
В обоих случаях приобретаемая фаза (или разность фаз) равна φ = (e/ℏc)∮A•dl = eΦ/ℏc, где циркуляция векторного потенциала A берется по замкнутому контуру, обходящему вокруг соленоида. При помощи теоремы Стокса ее можно связать с потоком Φ магнитного поля B = rot A через соленоид. Хотя сам векторный потенциал ненаблюдаем и зависит от калибровки, его циркуляция по замкнутому контуру (как и магнитный поток) калибровочно инвариантна и наблюдаема. Таким образом, и фаза φ тоже наблюдаема, но для ее наблюдения требуется, тем или иным образом, замыкать контур обхода вокруг соленоида.
В этой странной статье в Physical Review Letters утверждается, что фаза, приобретаемая волновой функцией частицы при движении вокруг соленоида, наблюдаема и не зависит от калибровки даже без замыкания траектории. К примеру, если частица начнет обходить соленоид слева и пройдет 1/4 дуги, то фаза ее волновой функции, приобретенная в ходе такого незавершенного обхода, может быть однозначно вычислена и измерена. Авторы отталкиваются от рассмотрения частицы как квантовой системы, соленоида – как классической системы, а взаимодействие частицы с соленоидом рассматривается посредством квантованного электромагнитного поля.
При этом авторы сначала берут кулоновскую калибровку, а потом заявляют: «мы получили калибровочно инвариантный результат». Звучит забавно – калибровочно инвариантный результат, полученный в кулоновской калибровке. У них выходит некое выражение для фазы, связанное с энергией электромагнитного взаимодействия частицы с соленоидом, и при этом имеющее противоположные знаки при нахождении частицы слева или справа.
Также авторы предлагают измерить разность фаз, приобретаемую частицей при обходе соленоида слева или справа, без завершения этого обхода – если и слева, и справа частица пройдет лишь часть пути. Для этого частицу можно реализовать в виде кубита, переменная σ_z которого задает нахождение слева (σ_z = +1) или справа (σ_z = –1) от соленоида. Тогда измерение фазы волновой функции кубита, приведенного в состояние суперпозиции (|+1> + |–1>)/√2 и во взаимодействие с соленоидом, даст калибровочно инвариантную разность фаз, приобретенную при незавершенном обходе.
С моей точки зрения, проблема здесь в том, что само техническое устройство кубита предполагает определенную калибровку относительной фазы между состояниями |+1> («слева от соленоида») и |–1> («справа от соленоида»). Эта калибровка уже определенным образом соотносит между собой фазы частицы в двух пространственно удаленных точках и, тем самым, эффективно замыкает путь обхода. Таким образом, предлагаемая авторами методика и правда дает возможность измерить калибровочно инвариантную разность фаз, но обход вокруг соленоида здесь на самом деле замкнут. Так что измерение калибровочно инвариантной фазы Ааронова-Бома вдоль незамкнутого участка траектории все-таки оказывается невозможным.
#квантовая_механика #электродинамика #топологические_материалы
Physical Review Letters
Aharonov-Bohm Phase is Locally Generated Like All Other Quantum Phases
In the Aharonov-Bohm (AB) effect, a superposed charge acquires a detectable phase by enclosing an infinite solenoid, in a region where the solenoid's electric and magnetic fields are zero. Its generation seems therefore explainable only by the local action…
👍2🤔1
Хиггсовская мода в сверхпроводнике – это колебание модуля параметра порядка, то есть амплитуды сверхпроводящей щели. В отличие от колебаний фазы параметра порядка, которые сопровождаются колебаниями плотности и срастаются с плазмоном, хиггсовскую моду тяжело наблюдать, поскольку в приближении линейного отклика она почти не взаимодействует с электромагнитным полем.
Однако взаимодействие подавлено лишь в пределе q → 0, а при ненулевых волновых векторах q взаимодействие существует. В этой теоретической работе предлагается связывать хиггсовскую моду с плазмонами, возникающими в графене, расположенном над поверхностью сверхпроводника на небольшом расстоянии. Из-за комбинации графена и металлического сверхпроводника плазмоны получаются с довольно низкой акустической дисперсией, что дает доступ к большим q при небольших частотах.
На диаграмме снизу показан пример антипересечения дисперсий за счет гибридизации акустического плазмона и хиггсовской моды, имеющей небольшую энергию 2Δ.
#сверхпроводимость #плазмоны
Однако взаимодействие подавлено лишь в пределе q → 0, а при ненулевых волновых векторах q взаимодействие существует. В этой теоретической работе предлагается связывать хиггсовскую моду с плазмонами, возникающими в графене, расположенном над поверхностью сверхпроводника на небольшом расстоянии. Из-за комбинации графена и металлического сверхпроводника плазмоны получаются с довольно низкой акустической дисперсией, что дает доступ к большим q при небольших частотах.
На диаграмме снизу показан пример антипересечения дисперсий за счет гибридизации акустического плазмона и хиггсовской моды, имеющей небольшую энергию 2Δ.
#сверхпроводимость #плазмоны
👍1
Допированный калием фулеренный кристалл K₃C₆₀ – интересный материал, демонстрирующий сверхпроводимость при 20 К. Но знаменит он тем, что при облучении инфракрасным светом его сверхпроводимость усиливается.
В этом эксперименте продемонстрировано, что сверхпроводимость в K₃C₆₀ после лазерного импульса держится несколько наносекунд – огромное время по меркам твердотельных процессов – и существует при комнатной температуре. На графиках справа видно, как, спустя 50 пс после лазерной накачки, ведут себя коэффициент отражения, и вещественная σ₁ и мнимая σ₂ части оптической проводимости. По сравнению с тем, что было до накачки (красной кривой), видны признаки сверхпроводимости: повышения коэффициента отражения до 1, подавление поглощения σ₁ и расходящийся диамагнитный отклик σ₂ ~ 1/ω при частотах внутри щели.
Как показано снизу, наибольший эффект достигается при накачке на энергии 41 мэВ. Предполагается, что это происходит из-за попадания в резонанс то ли с фононной, то ли с экситонной модой.
#сверхпроводимость
В этом эксперименте продемонстрировано, что сверхпроводимость в K₃C₆₀ после лазерного импульса держится несколько наносекунд – огромное время по меркам твердотельных процессов – и существует при комнатной температуре. На графиках справа видно, как, спустя 50 пс после лазерной накачки, ведут себя коэффициент отражения, и вещественная σ₁ и мнимая σ₂ части оптической проводимости. По сравнению с тем, что было до накачки (красной кривой), видны признаки сверхпроводимости: повышения коэффициента отражения до 1, подавление поглощения σ₁ и расходящийся диамагнитный отклик σ₂ ~ 1/ω при частотах внутри щели.
Как показано снизу, наибольший эффект достигается при накачке на энергии 41 мэВ. Предполагается, что это происходит из-за попадания в резонанс то ли с фононной, то ли с экситонной модой.
#сверхпроводимость
Поскольку сегодня в этом телеграм-канале день сверхпроводимости, приведу еще полезный факт из статьи из предыдущего поста.
Оптическая проводимость σ(ω) сверхпроводника (а следовательно, и его диэлектрическая функция, коэффициент отражения и т.д.) при низких частотах хорошо описывается двухжидкостной моделью. Как показано формулой на рисунке, первая ее часть – это друдевская проводимость сверхпроводящей компоненты с нулевым затуханием, дающая вклад ~δ(ω) в вещественную часть и идеальный диамагнитный вклад ~1/ω в мнимую часть. Она пропорциональна плотности сверхтекучей компоненты Λₛ. Вторая часть – это друдевская проводимость нормальной компоненты, пропорциональная ее плотности Λₙ и обладающая затуханием. Еще авторы добавили два лоренциана при более высоких частотах (последнее слагаемое в формуле).
Графики показывают результаты фитирования двухжидкостной моделью проводимости в нормальном состоянии при условии Λₛ=0 (черный пунктир) и в сверхпроводящем состоянии с Λₛ>0 (голубая кривая).
#сверхпроводимость
Оптическая проводимость σ(ω) сверхпроводника (а следовательно, и его диэлектрическая функция, коэффициент отражения и т.д.) при низких частотах хорошо описывается двухжидкостной моделью. Как показано формулой на рисунке, первая ее часть – это друдевская проводимость сверхпроводящей компоненты с нулевым затуханием, дающая вклад ~δ(ω) в вещественную часть и идеальный диамагнитный вклад ~1/ω в мнимую часть. Она пропорциональна плотности сверхтекучей компоненты Λₛ. Вторая часть – это друдевская проводимость нормальной компоненты, пропорциональная ее плотности Λₙ и обладающая затуханием. Еще авторы добавили два лоренциана при более высоких частотах (последнее слагаемое в формуле).
Графики показывают результаты фитирования двухжидкостной моделью проводимости в нормальном состоянии при условии Λₛ=0 (черный пунктир) и в сверхпроводящем состоянии с Λₛ>0 (голубая кривая).
#сверхпроводимость
Сейчас все обсуждают соединение LK-99, вроде как, демонстрирующее сверхпроводимость и магнитную левитацию при комнатной температуре. В этой работе оперативно провели DFT-расчеты его электронных свойств. Предварительные результаты оказались любопытными: LK-99 является металлом, причем с почти вырожденными по энергии ферро- и антиферромагнитной фазами. А еще у него обнаруживаются почти плоские энергетические зоны и какое-то невероятно сильное электрон-фононное взаимодействие.
Состав LK-99 выражается приблизительной формулой Pb₉Cu(PO₄)₆O. Расчет зонной структуры в ферромагнитном основном состоянии, представленный сверху, показывает, что пересекающая уровень Ферми энергетическая зона почти плоская и составлена d-орбиталями атомов меди.
А диаграмма снизу показывает, как меняется зонная структура при небольшом смещении атомов за счет фононного колебания: материал внезапно превращается в изолятор. Авторы пишут, что они в первый раз видят, чтобы фононы так сильно влияли на зонную структуру.
#сверхпроводимость
Состав LK-99 выражается приблизительной формулой Pb₉Cu(PO₄)₆O. Расчет зонной структуры в ферромагнитном основном состоянии, представленный сверху, показывает, что пересекающая уровень Ферми энергетическая зона почти плоская и составлена d-орбиталями атомов меди.
А диаграмма снизу показывает, как меняется зонная структура при небольшом смещении атомов за счет фононного колебания: материал внезапно превращается в изолятор. Авторы пишут, что они в первый раз видят, чтобы фононы так сильно влияли на зонную структуру.
#сверхпроводимость
🔥4
А вот еще вчерашний препринт от китайских исследователей, которым также удалось синтезировать высокотемпературный сверхпроводник LK-99. Непонятно, получилось ли у них такое же соединение, как у авторов оригинального открытия, где сверхпроводимость была при комнатной температуре, или что-то близкое по составу.
По крайней мере, здесь наблюдается сверхпроводимость при температуре 100 К. Таким образом, даже безотносительно комнатнотемпературной сверхпроводимости, LK-99 очень интересен как представитель нового семейства высокотемпературных сверхпроводников.
#сверхпроводимость
По крайней мере, здесь наблюдается сверхпроводимость при температуре 100 К. Таким образом, даже безотносительно комнатнотемпературной сверхпроводимости, LK-99 очень интересен как представитель нового семейства высокотемпературных сверхпроводников.
#сверхпроводимость
👍3
Познавательная и отлично написанная статья о возможности локализации «волновой функции» фотона в пространстве.
Квантуя электромагнитное поле, автор рассматривает однофотонные состояния и ищет ответ на вопрос о том, насколько сильно могут быть сосредоточены в пространстве характерные для них функции: плотности энергии электромагнитного поля и вероятности обнаружения фотона. Оказывается, что с увеличением расстояния от центра r обе этих функции могут убывать в пространстве как чуть-чуть растянутая экспонента exp{–(r/a)ᵞ}, где γ меньше единицы, но, в принципе, может быть сколь угодно к ней близка.
Таким образом, все наблюдаемые величины в однофотонном состоянии могут спадать в пространстве почти экспоненциально. Конечно, это может происходить лишь в определенный момент времени, потому что при дальнейшей эволюции все расплывется. Кстати говоря, в многофотонных состояниях – например, когерентным – все эти функции могут не просто экспоненциально убывать, а быть строго ограничены конечной областью пространства.
#фотоника
Квантуя электромагнитное поле, автор рассматривает однофотонные состояния и ищет ответ на вопрос о том, насколько сильно могут быть сосредоточены в пространстве характерные для них функции: плотности энергии электромагнитного поля и вероятности обнаружения фотона. Оказывается, что с увеличением расстояния от центра r обе этих функции могут убывать в пространстве как чуть-чуть растянутая экспонента exp{–(r/a)ᵞ}, где γ меньше единицы, но, в принципе, может быть сколь угодно к ней близка.
Таким образом, все наблюдаемые величины в однофотонном состоянии могут спадать в пространстве почти экспоненциально. Конечно, это может происходить лишь в определенный момент времени, потому что при дальнейшей эволюции все расплывется. Кстати говоря, в многофотонных состояниях – например, когерентным – все эти функции могут не просто экспоненциально убывать, а быть строго ограничены конечной областью пространства.
#фотоника
Physical Review Letters
Exponential Localization of Photons
It is shown that photons can be localized in space with an exponential falloff of the energy density and photodetection rates. The limits of localization are determined by the fundamental Paley-Wiener theorem. A direct mathematical connection between the…
👍1
Оказывается, производная решения уравнений Максвелла тоже является решением уравнений Максвелла 😱.
А еще окончание цитаты крутое.
#электродинамика #цитаты
А еще окончание цитаты крутое.
#электродинамика #цитаты
В спиновом льде возможно образование возбуждений, при которых электронные спины (большинство, 3 из 4) расходятся «ежиком» во все стороны (S) или наоборот, сходятся к центру (N). Примеры таких возбуждений показаны на рисунке слева, и по свойствам они во многом похожи на магнитные монополи.
В этом эксперименте был косвенно зарегистрирован ток магнитных монополей под действием внешнего магнитного поля. По аналогии с электричеством – движением электрических зарядов в электрическом поле – авторы называют его «магнетричеством».
Достаточно сильное магнитное поле должно приводить к диссоциации связанных пар монополей и усилению «магнитной проводимости». Это аналог второго эффекта Вина – увеличения проводимости электролита в сильном электрическом поле. Здесь вместо проводимости регистрируется пропорциональная ей величина – скорость релаксации мюонного спина λ, возрастающая в магнитном поле. По скорости ее роста авторы определили величину магнитного заряда Q как функцию температуры.
#стекла #твердое_тело
В этом эксперименте был косвенно зарегистрирован ток магнитных монополей под действием внешнего магнитного поля. По аналогии с электричеством – движением электрических зарядов в электрическом поле – авторы называют его «магнетричеством».
Достаточно сильное магнитное поле должно приводить к диссоциации связанных пар монополей и усилению «магнитной проводимости». Это аналог второго эффекта Вина – увеличения проводимости электролита в сильном электрическом поле. Здесь вместо проводимости регистрируется пропорциональная ей величина – скорость релаксации мюонного спина λ, возрастающая в магнитном поле. По скорости ее роста авторы определили величину магнитного заряда Q как функцию температуры.
#стекла #твердое_тело
❤1
А вот еще один препринт по комнатнотемпературной сверхпроводимости, вышедший в пятницу. Исследователи из Уханя тоже синтезировали LK-99, и он у них левитирует над магнитом даже лучше, чем у первооткрывателей.
Точнее, не совсем левитирует, а просто встает стоймя при поднесении магнита снизу, но под большим углом – почти вертикально. А у первооткрывателей он лишь немного приподнимался. Вот здесь можно посмотреть на соответствующее видео.
Точнее, не совсем левитирует, а просто встает стоймя при поднесении магнита снизу, но под большим углом – почти вертикально. А у первооткрывателей он лишь немного приподнимался. Вот здесь можно посмотреть на соответствующее видео.
👀1
Недавно я писал о том, что наложение осциллирующей силы на одномерную решетку эффективно меняет интеграл перескока J как J → J₀(K/Ω)×J, где K и Ω – амплитуда и частота осциллирующей силы, J₀ – функция Бесселя нулевого порядка. Такой эффект был подтвержден в эксперименте с бозе-конденсатом атомов рубидия.
По тому, с какой скоростью атомное облако расползается с течением времени по оптической решетке, можно извлечь эффективный интеграл перескока J. На графике снизу он показан по модулю как функция параметра K₀ = K/Ω. Видно, что при K₀ ≈ 2.4 туннелирование между узлами решетки полностью подавляется, что можно считать примером динамической локализации.
На графиках справа показаны интерференционные картины от разлета атомов после выключения потенциала решетки. Как и должно быть, при J < 0 атомы в основном состоянии концентрируются вблизи квазиимпульса k = 0, а при J > 0 – вблизи краев зоны Бриллюэна k = ±π/a. Заодно видно, что между атомами в соседних узлах сохраняется взаимная когерентность.
#состояния_Флоке
По тому, с какой скоростью атомное облако расползается с течением времени по оптической решетке, можно извлечь эффективный интеграл перескока J. На графике снизу он показан по модулю как функция параметра K₀ = K/Ω. Видно, что при K₀ ≈ 2.4 туннелирование между узлами решетки полностью подавляется, что можно считать примером динамической локализации.
На графиках справа показаны интерференционные картины от разлета атомов после выключения потенциала решетки. Как и должно быть, при J < 0 атомы в основном состоянии концентрируются вблизи квазиимпульса k = 0, а при J > 0 – вблизи краев зоны Бриллюэна k = ±π/a. Заодно видно, что между атомами в соседних узлах сохраняется взаимная когерентность.
#состояния_Флоке
👍4
В этой работе продемонстрирован первый сверхпроводниковый квантовый компьютер с архитектурой фон Неймана. Он состоит из процессора и связанной с ним оперативной памяти. Правда, компьютер этот очень маленький: и процессор, и память содержат всего по два кубита (и еще в процессоре есть два регистра обнуления – кубита, которые используются для сброса других кубитов в состояние нуля). Тем не менее, он работает.
Смысл разделения квантового компьютера на процессор и память в том, что процессор состоит из «быстрых» кубитов, которые быстро переключаются, но плохо подходят для долговременного хранения квантовой информации, а память состоит из «медленных» кубитов – не столь быстро работающих, но обладающих большими временами когерентности.
На рисунке справа можно полюбоваться на результаты выполнения трехкубитной XOR-операции: состояние третьего кубита инвертируется (подвергается повороту на угол π), когда первый и второй кубиты в состояниях |ge> или |eg>, и остается прежним в других случаях.
#квантовые_вычисления
Смысл разделения квантового компьютера на процессор и память в том, что процессор состоит из «быстрых» кубитов, которые быстро переключаются, но плохо подходят для долговременного хранения квантовой информации, а память состоит из «медленных» кубитов – не столь быстро работающих, но обладающих большими временами когерентности.
На рисунке справа можно полюбоваться на результаты выполнения трехкубитной XOR-операции: состояние третьего кубита инвертируется (подвергается повороту на угол π), когда первый и второй кубиты в состояниях |ge> или |eg>, и остается прежним в других случаях.
#квантовые_вычисления
👍1
При помощи электрических цепей можно создавать аналоги кристаллических решеток, невозможных в нашем трехмерном евклидовом пространстве. Пример – двумерная решетка на гиперболической плоскости, обладающей постоянной отрицательной кривизной, которая состоит из правильных 8-угольников (на гиперболической плоскости возможны также решетки, состоящие из правильных 5- и 7-угольников).
В случае евклидовой квадратной решетки (A) периодичность решетки подразумевает отождествление 2 пар противоположных сторон ячейки. Как следствие, в координатном пространстве ячейка изоморфна двумерному тору (B), а кручение фаз по двум его замкнутым направлениям дает две компоненты квазиимпульса, заметающего первую зону Бриллюэна – также двумерный тор.
В случае гиперболической решетки отождествляются 4 пары противоположных сторон (C), элементарная ячейка имеет топологию поверхности с двумя отверстиями (D), а первая зона Бриллюэна представляет собой четырехмерный тор, так что квазиимпульс здесь 4-мерный.
#твердое_тело #отвал_башки
В случае евклидовой квадратной решетки (A) периодичность решетки подразумевает отождествление 2 пар противоположных сторон ячейки. Как следствие, в координатном пространстве ячейка изоморфна двумерному тору (B), а кручение фаз по двум его замкнутым направлениям дает две компоненты квазиимпульса, заметающего первую зону Бриллюэна – также двумерный тор.
В случае гиперболической решетки отождествляются 4 пары противоположных сторон (C), элементарная ячейка имеет топологию поверхности с двумя отверстиями (D), а первая зона Бриллюэна представляет собой четырехмерный тор, так что квазиимпульс здесь 4-мерный.
#твердое_тело #отвал_башки
🔥2❤1
Кстати говоря, в статье из предыдущего поста впервые сформулировано обобщение теории Блоха для гиперболической плоскости. Статья довольно математизирована, но ее главная мысль в том, что на гиперболической плоскости квазиимпульс и первая зона Бриллюэна четырехмерны, хотя в координатном пространстве система двумерна.
На графике сверху показан пример зонной структуры частицы, движущейся по гиперболической плоскости в периодическом потенциале – зависимость уровней энергии частицы от квазиимпульса, движущегося в четырехмерном пространстве в направлении k ~ (0.8, 0.3, 1.2, 1.7). Для четырех состояний, показанных черными точками, диаграммы снизу показывают квадраты модуля волновой функции в пределах одной элементарной ячейки.
#твердое_тело
На графике сверху показан пример зонной структуры частицы, движущейся по гиперболической плоскости в периодическом потенциале – зависимость уровней энергии частицы от квазиимпульса, движущегося в четырехмерном пространстве в направлении k ~ (0.8, 0.3, 1.2, 1.7). Для четырех состояний, показанных черными точками, диаграммы снизу показывают квадраты модуля волновой функции в пределах одной элементарной ячейки.
#твердое_тело
И еще один занятный факт из той же статьи: на гиперболической плоскости даже в отсутствие потенциала, в случае свободного движения частицы, для волновой функции частицы не существует аналитического решения уравнения Шредингера. Но такое решение для неевклидового аналога плоской волны можно, конечно же, найти численно. Примеры решений показаны на рисунке: это квадраты модуля волновой функции на одной 8-угольной ячейке.
Верхняя строка диаграмм отвечает основному и трем возбужденным состояниям с периодическими граничными условиями, наложенными на 4 парах противоположных сторон ячейки. Иными словами, это случай квазиимпульса k = 0.
На нижней строке диаграмм k = (0.8, 0.3, 1.2, 1.7), то есть на 4 парах противоположных сторон на волновую функцию наложены скрученные граничные условия (twisted boundary conditions) с соответствующими фазами.
#твердое_тело #математика
Верхняя строка диаграмм отвечает основному и трем возбужденным состояниям с периодическими граничными условиями, наложенными на 4 парах противоположных сторон ячейки. Иными словами, это случай квазиимпульса k = 0.
На нижней строке диаграмм k = (0.8, 0.3, 1.2, 1.7), то есть на 4 парах противоположных сторон на волновую функцию наложены скрученные граничные условия (twisted boundary conditions) с соответствующими фазами.
#твердое_тело #математика
❤1
Бифенилен – это двумерный кристалл углерода с необычной решеткой, содержащей квадраты, шестиугольники и восьмиугольники атомов. Его электронные свойства существенно анизотропны: обе поверхности Ферми – электронная (вокруг точки S) и дырочная (вокруг точки Y) – имеют вытянутую форму. В среднем, скорость Ферми электронов в направлении оси x выше из-за более легких перескоков вдоль горизонтальных димеров.
В этом эксперименте при помощи спектроскопии энергетических потерь электронов были обнаружены анизотропные плазмоны, распространяющиеся вдоль поверхности бифенилена. Как показано на диаграмме в центре, дисперсия плазмонов в x-направлении (справа) идет гораздо круче, чем в y-направлении (слева). Кроме того, в x-направлении плазмоны существуют в широком диапазоне частот, от терагерцового до ультрафиолета. В y-направлении они ограничены лишь низкими частотами, а дальше быстро затухают, попадая в континуум. Занятно также, что у материала существует широкая область гиперболичности от 1 до 0.5 мкм.
#плазмоны
В этом эксперименте при помощи спектроскопии энергетических потерь электронов были обнаружены анизотропные плазмоны, распространяющиеся вдоль поверхности бифенилена. Как показано на диаграмме в центре, дисперсия плазмонов в x-направлении (справа) идет гораздо круче, чем в y-направлении (слева). Кроме того, в x-направлении плазмоны существуют в широком диапазоне частот, от терагерцового до ультрафиолета. В y-направлении они ограничены лишь низкими частотами, а дальше быстро затухают, попадая в континуум. Занятно также, что у материала существует широкая область гиперболичности от 1 до 0.5 мкм.
#плазмоны
👍1