Что произойдет, если прикоснуться к квантовой жидкости?

Любое нагретое тело при погружении в более холодную жидкость начинает отдавать тепло этой жидкости и охлаждаться. Но что будет, если жидкость — сверхолодный гелий в состоянии сверхтекучести? Для ответа на этот вопрос ученым пришлось провести целую серию экспериментов.

Физики погружали в охлажденный до 0,1 мК выше абсолютного нуля гелий-3 специальный зонд. В таких условиях атомы гелия становятся квантовой жидкостью с нулевым внутренним трением и слабо взаимодействуют с погруженным зондом и не могут эффективно отводить от него тепло. Оказалось, что эту роль полностью взяла на себя поверхность гелия — тепло от зонда распространялось только вдоль нее. При этом часть сверхтекучей жидкости под поверхностным слоем проявляла себя как вакуум и совсем не реагировала на присутствие зонда.

Сверхтекучий гелий-3 используют в качестве модели для изучения физики элементарных частиц, но авторы исследования считают, что применение результатов эксперимента возможно за пределами квантовой физики.

Пришло время для дайджеста новостей!

В обсерватории ALMA рассмотрели красного гиганта R Зайца
Звезда находится на заключительной стадии своей жизни, что сопровождается потерей массы и образованием околозвездной оболочки.

США протестирует на орбите космическую 5G-связь
Разместить технологию планируется на орбите для демонстрации возможностей протокола мобильной связи пятого поколения. Эксперимент станет частью более крупного проекта 5G.MIL.

Первый в России детектор одиночных фотонов разрабатывают в Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН
Устройство позволит регистрировать единичные фотоны и принимать закодированную в их квантовом состоянии информацию. Разработка детектора — одна из самых трудоемких частей всего процесса разработки квантовых линий связи и их компонентов.

🌌 Сегодня день рождения Эдвина Пауэлла Хаббла — человека и телескопа!

Циклотрон – самый ранний представитель ускорителей частиц.

Линейные ускорители, о которых мы уже писали, чаще всего применяются для ускорения легких частиц (электронов) и чем большую энергию нужно получить на выходе, тем сильнее нужны электрические поля и длиннее сам ускоритель. Эту проблему можно легко решить, добавив в ускоритель магнитное поле, которое позволяет отклонять заряженные частицы. Тогда можно с помощью магнитного поля закручивать частицы по окружности (на самом деле спирали) и на каждом обходе ускорять с помощью переменного электрического поля, величина которого уже не должна быть такой огромной. Эту идею задумал Эрнест Лоуренс в 1929 году и реализовал ее в 1931 году.

С точки зрения применения циклотронов важным оказалось то, что они могут ускорять тяжелые заряженные частицы (протоны и ионы). Такими частицами можно бомбардировать стабильные изотопы разных материалов, провоцируя ядерную реакцию и создавая уже радиоактивные изотопы. Последние очень активно используются в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) для диагностики онкологических заболеваний. Многие циклотроны расположены в больницах и служат для производства радиофармпрепаратов на основе короткоживущих радиоизотопов.

Тем не менее циклотроны обладают одним важным недостатком, который ограничивает достижимые выходные энергии до сотен МэВ. Проблема в том, что по мере ускорения частиц, они делают оборот по циклотрону всё быстрее и быстрее, а и частота ускоряющего электрическое поля перестает совпадать с частотой оборота. В случае небольших скоростей этот эффект можно нивелировать тем, что частицы двигаются по спирали, а вот в случае релятивистских скоростей уже нет. Решить это проблему и добиться более высоких энергий удалось при создании синхротронов. О них мы рассказывали ранее.

#Ускорители

Лев Ландау славился своей эксцентричностью. Его нестандартное чувство юмора порой удивляло окружающих, но это не помешало ему стать одним из любимых учеников великого Нильса Бора.

Кажется, что по мнению Ганса Ландольта лучше всего быть физиком😁

🧠Российские ученые создали модель ключевого для памяти участка мозга – гиппокампа

В 2023-м году завершается европейский проект Human Brain Project по созданию модели человеческого мозга. Ученые планировали собрать большие объемы экспериментальных данных и на их основе смоделировать поведение человеческого мозга. Такой путь оказался слишком сложным и достигнуть поставленной цели им не удалось.

Российские ученые предложили подойти к этой задаче иначе: они предлагают искать параметры, при которых модель воспроизводит экспериментальные данные. А для этого, они начали с моделирования самой хорошо описанной части мозга – гиппокампа.

О том, как этот подход работает для описания ритмов мозга, рассказал кандидат биологических наук Иван Мысин, старший научный сотрудник лаборатории системной организации нейронов имени О. С. Виноградовой в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН.

Созданы запутанные состояния из 10 холодных атомов в оптических сверхрешётках

Учёным уже удавалось удерживать в оптических решётках более двух тысяч попарно запутанных холодных атомов. Намного сложнее масштабировать многочастичную запутанность, без которой невозможно создать универсальные вычислители.

Китайские учёные под руководством Жан-Вей Пена смогли связать группы из 10 атомов рубидия в одномерных цепочках, а также двухмерные группы из 8 атомов. Для этого атомы вначале запутывались попарно, а затем с помощью квантового микроскопа с атомарным разрешением последовательно объединялись в многочастичные состояния.

В Китае смогли добиться передачи данных со скоростью 1,2 Тбит/c

Рекорд принадлежит линии скоростного интернета протяженностью более 3000 км, которая соединила Пекин, Ухань, Гуанчжоу и Гуандун. Поставить рекорд удалось не только в скорости передачи информации, но и закончить разработку на 2 года раньше. Сверхбыстрая линия (по оценке Huawei Technologies, эта сеть может, если кому-то вдруг захочется, за одну секунду переслать 150 фильмов в высоком разрешении) поможет в создании еще более быстрого интернета, необходимого для образовательных и исследовательских организаций.

Новая технология адаптирована под принятый только этим летом китайский стандарт беспроводной связи Li-Fi (Light Fidelity), который по скорости превосходит Wi-Fi в 100 раз.

☕🍳Приятно начать день со смешной цитаты знаменитого американского физика Ричарда Фейнмана!

Сегодня знакомимся с теорией, которая появилась после падения знаменитого яблока

Некоторые считают, что на самом деле это легенда, но близкие знакомые ученого подтвердили эту «яблочную историю». Приблизительно, падения яблока на Исаака Ньютона случилось в 1666 году. Тогда ученый задумался, почему яблоко падает перпендикулярно к земной поверхности, а не вбок или вверх, и пришел к выводу о том, что яблоко притягивает Землю так же, как Земля притягивает яблоко.

Сформулировать закон всемирного тяготения ученый смог только спустя двадцать лет: два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Получается, что все тела во Вселенной должны притягиваться, то почему предметы не притягиваются друг к другу, а только к Земле? Все дело в том, что Земля обладает огромной массой в соотношении с коротким расстоянием, поэтому силу притяжения от окружающих нас предметов мы не чувствуем.

#Куб_Зельманова

Пришло время для дайджеста новостей!

«Джеймс Уэбб» обнаружил «Космическую лозу»
Так назвали найденную огромную структуру из двадцати галактик. Ученые предполагают, что она в процессе эволюции может стать массивным скоплением галактик.

Новый метод преобразования органических молекул и создания аминов в разы снизить стоимость производства лекарств
Разработка калифорнийских ученых позволяет отказаться от использования дорогих металлических катализаторов вроде золота и платины, так как с помощью меди исследователи достигли той же эффективности, при этом сократили количество необходимых этапов.

Ученые РАН создали метод лечения псориаза и дерматита квантовыми точками
Российские ученые создали новый метод таргетной доставки препаратов для лечения псориаза и дерматита при помощи квантовых точек. Исследователи отмечают, что этот способ позволит значительно уменьшить количество лекарств и существенно снизить нагрузку на организм.

Российские учёные смоделировали фазовый переход в кутрите

Квантовые системы, которые мы можем контролировать, идеально подходят для моделирования других квантовых систем (которые мы контролировать не умеем), так как в них работают те же физические явления. В рамках выполнения проектов дорожной карты квантовых вычислений учёные из Российского квантового центра, МИСиС, ФИАН и МФТИ впервые смогли смоделировать неравновесный фазовый переход в трёхуровневой квантовой системе — кутрите, с использованием двух различных квантовых платформ (ионы в ловушках и сверхпроводники).

В перспективе многоуровневые системы (кудиты) могут использоваться для моделирования различных физических явлений. Дополнительные уровни в них могут играть роль контролируемых параметров внешней среды.

Развенчиваем мифы!

👨‍🔬Илья Семериков — научный сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук и руководитель научной группы «Масштабируемые ионные квантовые вычисления» Российского квантового центра — решил раз и навсегда развеять мифы о квантовом компьютере!

Поль Дирак любил размышлять на самые разные темы. Однажды он высказал предположение, что существует оптимальное расстояние, на котором женское лицо выглядит привлекательнее всего; поскольку в двух предельных случаях – на нулевом и бесконечном расстоянии – «привлекательность обращается в нуль», то есть ничего не видно, а между этими пределами, соответственно, должен существовать максимум.