Квантовые точки могут управлять фотохимическими процессами

Квантовые точки способны поддерживать спиновую когерентность (согласованное, синхронное поведение пары частиц, которые могут находиться в двух разных состояниях и периодически переключаться между ними) даже при комнатной температуре. Это свойство вдохновило исследователей Даляньского института химической физики Академии наук КНР на создание гибридных радикальных пар (радикальные пары — это совокупности двух свободных радикалов в структурной ячейке, образуемой молекулами жидкости или твердого тела), где органические молекулы на поверхности квантовых точек вступают во взаимодействие с электронными состояниями самой точки. Такой подход позволяет управлять фотохимическими свойствами гибридной системы с помощью внешнего магнитного поля.

Созданные квантовые материалы могут использоваться в гибридной неорганической/органической оптоэлектронике, а также при создании квантовых сенсоров и новых инструментов для исследований в биологии и химии.

Ученые смоделировали слияние нейтронных звезд

Слияние этих звезд вызывает гамма-всплески такой мощности, что они могут создать магнитное поле, значительно превышающее магнитное поле Земли. Поэтому своевременное обнаружение слияния и исследование нейтронных звезд — актуальная для ученых задача.

Группа физиков из Германии, Великобритании и США предложила модель машинного обучения, которая выполняет полное обнаружение двойной нейтронной звезды всего за 1 секунду. При этом ученые могут получить данные о нахождении звезд до их слияния. Например, такие сведения, как расстояние светимости, наклон и масса звезд.

Модель позволяет направить на объект телескопы еще до того, как до Земли дойдет его излучение, а также определить, какие телескопы подойдут для наблюдения. Алгоритм на 30% точнее других методов анализа, которые при этом требуют больше времени.

Сегодня отмечается Международный день числа «Пи», а еще сегодня день рождения Альберта Эйнштейна. В честь этого мы хотим поделиться с вами забавной цитатой из письма, которое Эйнштейн написал немецкому физику и математику Арнольду Зоммерфельду 14 января 1908 года.

Физики создали новую магнитную квазичастицу — вортион

Один из способов сократить энергозатраты при работе с большими данными — использовать магнитные запоминающие устройства и управлять ими с помощью напряжения, а не тока.

Международная группа ученых нашла решение в управлении магнито-ионными материалами с высокой точностью. Она объединила магнитные вихри в новом магнитном состоянии квазичастицы — вортионе — и отслеживала изменения его магнитных свойств при помощи эффекта Керра.

Вортион — магнитный вихрь, управляемый движением ионов, вызванным электрическим полем. Вортионы включают в себя парамагнитные наноточки соединения FeCoN, которые выращены на пьезоэлектрической подложке. При удалении напряжением ионов азота из материала FeCoN свойства вортионов, такие как зарождение, аннигиляция и остаточная намагниченность, можно регулировать. Получается, что наноточки, которые изначально не обладали магнитными свойствами, можно перевести в несколько состояний — от магнитных вихрей с разными параметрами до состояния с однородной магнитной ориентацией.

Управление магнитным состоянием при помощи напряжения позволяет снижать и предотвращать перегрев устройств, таких как ноутбуки, серверы и центры обработки данных, при этом снижая потери энергии.

Система распределенных квантовых сенсоров позволяет бороться с шумами

Ученые Инсбрукского университета экспериментально подтвердили, что запутанное состояние нескольких удаленных друг от друга квантовых сенсоров значительно меньше подвержено влиянию внешних шумов и позволяет добиваться большей точности и надежности измерений, чем каждый из сенсоров в отдельности. В эксперименте использовалась система из трех ионов кальция в ловушках, помещенная под действие шумовых электромагнитных полей.

Сравнение результатов измерений, полученных на системе запутанных ионов и на каждом из ионов в отдельности, показало уменьшение ошибки измерения полезного сигнала в 2,6 раза при использовании запутанного состояния в случае, если пространственное распределение шума и полезного сигнала различаются.

В Сибири создали сверхмалые наночастицы для борьбы с онкозаболеваниями

Для борьбы со злокачественными опухолями нередко используются магнитоэлектрические наночастицы на основе магнетита. 

Ученые ТПУ синтезировали коллоидные дисперсные магнитоэлектрические наночастицы на основе ядер оксида железа, покрытых перовскитом модифицированного титаната бария, которые продемонстрировали эффективность выше аналогов, содержащих свинец. 

Чтобы проверить, смогут ли частицы продуцировать активные формы кислорода, ученые воздействовали на частицы безопасным магнитным полем. 

Оказалось, что наночастицы смогли разрушить более 80–90% модельного красителя родамина, который использовался в качестве индикатора. 

У необычных людей и споры необычные. Сегодня мы расскажем вам о забавном пари, которое в свое время заключил Лев Давидович Ландау с физиком-теоретиком Рудольфом Пайерлсом.

Cortical Labs создала вычислитель, работающий на выращенных нейронах человека 

Австралийская компания Cortical Labs из Мельбурна представила свой первый вычислитель — CL1, работу которого обеспечивают выращенные в лаборатории нейроны человеческого мозга.

Сотни тысяч искусственно созданных нейронов способны взаимодействовать, обучаться по математическим моделям и работать в дальнейшем как нейросеть. 

Нейронные сети компьютера CL1 выращены на кремниевом чипе, способном самообучаться так же, как известные системы искусственного интеллекта, как, например, ChatGPT.

Компания заявила, что такой вычислитель можно будет купить напрямую или арендовать, получив к нему удаленный доступ через облако. Кроме того, он более динамичен и устойчив, чем любой существующий сегодня искусственный интеллект.

Создан первый в мире полуметаллический квантовый кристалл Вейля

📒 Полуметаллами называют вещества, которые по электрическим свойствам находятся между металлами и полупроводниками. 

Ученым японского Института физико-химических исследований (RIKEN) впервые в мире удалось создать полуметаллический квантовый кристалл Вейля на основе топологического изолятора теллурида висмута. В полуметаллах Вейля электроны находятся в необычных состояниях. Такие структуры ученые считают перспективными для применения в микроэлектронике и создании квантовых компьютеров, проводящих сверхбыстрые вычисления. 

В отличие от обычных полупроводников, из-за отсутствия запрещенной зоны новый квантовый материал способен поглощать и генерировать излучение в терагерцовом диапазоне. 

Неустойчивость Рэлея — Плато разделила квантовую жидкость на капли

Физики уже наблюдали разделение квантовой жидкости на отдельные капли, когда отталкиванию атомов жидкости противостояло дипольное притяжение. Но обычно время жизни капли слишком мало для изучения этого процесса.

Поместив 400 тысяч атомов калия-41 и рубидия-87 в оптическую ловушку из двух лазеров, ученые заметили, что время жизни капель достигает около десятков миллисекунд, чего достаточно для изучения свойств необычной материи.

В результате они увидели, как капля в первые 15 миллисекунд изменения магнитного поля расширилась, а затем распалась на две части, которые отдалились друг от друга. Ученые объяснили это явление эффектом неустойчивости Рэлея — Плато, когда длинная струя жидкости распадается на отдельные несвязанные капли. Поэтому в экспериментальных условиях квантовая жидкость распалась в оптическом волноводе на несколько фрагментов, чтобы минимизировать свою поверхностную энергию.  

Китай установил рекорд по прямой квантовой связи

Китайские ученые добились стабильной передачи данных на расстояние свыше 100 км по обычной линии в течение 168 часов.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science Advances, проводилось совместно с Университетом Цинхуа и Северо-Китайским технологическим университетом. В ходе экспериментов данные передавались по стандартному оптоволоконному каналу связи длиной 104,8 км со скоростью 2,38 кбит/с.

В этой работе научная команда успешно решила ряд принципиальных проблем, включая кодирование каналов с большим уровнем шума и потерь данных, увеличение емкости с маскированием, модуляцию и демодуляцию квантовых состояний с высокой скоростью, а самое главное, завершила разработку практического коммуникационного терминала.

Полимер стал источником «северного сияния»

Полимеры давно привлекают внимание ученых в качестве источников света. Если к тонкой пленке полимера приложить напряжение или ток смещения, то на границах раздела электродов начнется электролюминесценция.

Группа ученых из Канады изготовила полимерную светоизлучающую электрохимическую ячейку (PLEC) на основе люминесцирующего полимера MEH-PPV и твердого полимерного электролита. Подобные материалы часто используют в качестве источника излучения в полимерных светодиодах.

Физики воздействовали на изготовленный образец током смещения 0,10–0,66 мА при диапазоне температур 200–300 К и сначала обнаружили красноватое свечение. А при токе смещения -1 мА проявились вспышки зеленоватого света.

Ученые выяснили, что причиной такого необычного явления стали испарившиеся из вещества олигомеры и вылетевшие свободные электроны.

Иногда наука стремится к простоте даже в самых сложных вопросах. Сегодня мы хотим поделиться с вами цитатой Леона Ледермана — американского физика-экс­пе­ри­мен­та­тора и нобелевского лауреата.

В его изящном высказывании — вся суть стремления человечества к познанию: желание найти гармонию в бесконечной сложности мира.

Ультразвук помог направить плазменные искры

Электрическая плазма (поток заряженных частиц) используется в самых разных областях — от бактерицидной обработки до высоковольтного переключения и сварки. Но из-за естественного хаотичного поведения плазменных искр ее сложно контролировать. Ранее ученые использовали лазеры для направления разрядов по определенной траектории, но в применении такие системы сложны и дороги.

Группа физиков из Испании, Канады и Финляндии смогла направить электрические разряды при помощи ультразвуковых волн частотой 2,4 МГц, которые генерировались катушкой Тесла, а ультразвуковое поле создавалось массивом из 64 излучателей с частотой 40 кГц.

В созданной среде воздуха пониженной плотности ученые смогли управлять разрядами с точностью до миллиметра, изменяя их траектории за миллисекунды. При этом плазма смогла обходить препятствия по криволинейным траекториям.

Квантовый микроскоп сможет делать МРТ на микроуровне

Абсолютно новый метод микроскопии с высоким разрешением разработан в Техническом университете Мюнхена. Ученые использовали квантовый сенсор на основе вакансий в алмазе для того, чтобы конвертировать сигнал ядерного магнитного резонанса в излучение видимого диапазона, которое затем считывалось высокоскоростной видеокамерой. Таким образом, им удалось получить широкопольное изображение микрофлюидной структуры с разрешением 10 микрон и охватом 235 х 135 микрон.

Исследователи планируют использовать новый метод микроскопии, в частности, для визуализации внутренней структуры раковых клеток.

Из метаповерхности сделали квантовую голограмму

📔Метаповерхности — структуры, состоящие из массива элементов субволновых размеров. Подобные материалы способны модулировать свет, управляя сразу несколькими характеристиками фотонов: например, могут излучать запутанные кванты с переменной длиной волны.

Профессор Дженсен Ли из Гонконгского университета науки и технологий совместно с коллегами из Великобритании и Китая использовал метаповерхность, чтобы создать квантовую голограмму на основе поляризационно-голографической запутанности — гибридного состояния, в котором связаны поляризация и сложные пространственные моды фотонов. Результаты исследования опубликованы в Advanced Photonics.

Авторы работы отметили, что предложенная ими технология квантовой голографии может оказаться полезной в сфере квантового шифрования: по их собственным оценкам, использование голограмм в протоколе BB84 для квантового распределения ключей дает коэффициент битовых ошибок всего 1,5%, что значительно ниже требуемого порога безопасности в 11%.