Новости физики - СПИШИ У АНТОШКИ

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Новости физики

Таблицы и знаки > Математические знаки
Новосибирские физики разработали флешку будущего
Специалисты из новосибирского Института физики полупроводников им. Ржанова (ИФП) СО РАН разработали технологию создания флешки будущего, которая будет работать в 2-3 раза быстрее современных аналогов и дольше сохранять информацию.
Как сообщает официальное издание СО РАН "Наука в Сибири", это стало возможным благодаря применению мультиграфена.
Речь идет о нескольких слоях графена - одного из самых перспективных материалов, который можно представить как плоскость графита.

 
 
Сверхпроводимость нанопроволок из NbN
К.Ю. Арутюнов (Московский институт электроники и математики и Институт физических проблем им. П.Л. Капицы, Россия) и др. изготовили набор нанопроволок из NbN с различными поперечными размерами, меньшими сверхпроводящей длины когерентности, и исследовали их электрические свойства. Измерения показали, что критический ток Tc следует классическому предсказанию теории Гинзбурга – Ландау для квазиодномерного канала Ic ∝ (1-T/Tc)3/2, а температурная зависимость сопротивления R(T) говорит об определяющей роли эффекта проскальзывания фазы, обусловленного тепловыми флуктуациями, с возможным небольшим вкладом квантового эффекта проскальзывания фазы (за счёт квантовых флуктуаций). Собственно электронные неоднородности в изучаемых нанопроволоках либо отсутствуют, либо не влияют заметно на проводимость. Аналогичные исследования неоднородностей в тонких пленках NbN ранее были затруднительны из-за шунтирования одних проводящих участков пленки другими. 
Программируемый квантовый компьютер
Ранее уже демонстрировались прототипы квантовых компьютеров, состоящих из нескольких связанных кубитов, однако они были сконфигурированы для выполнения только конкретных заданных программ. C. Monroe (Мэрилендский университет в Колледж-Парке, США) и др. впервые создали квантовый компьютер, который можно перепрограммировать для выполнения различных алгоритмов. Компьютер состоит из цепочки пяти ионов иттербия 171Yb+, захваченных в радиочастотную ловушку В. Пауля. Состояния нуля и единицы кодировались подуровнями гипертонкого расщепления уровня 2S1/2. С помощью последовательностей лазерных импульсов можно менять состояния ионов, задавая требуемые последовательности квантовых операций, а считывание состояний (результатов квантовых вычислений) осуществлялось путём возбуждения циклических переходов 2S1/2-2P1/2 и регистрации флуоресцентного излучения. Парное взаимодействие ионов осуществлялось посредством их спин-спинового взаимодействия и поперечных коллективных движений ионов в цепочке. На этом компьютере были выполнены алгоритмы Дойча – Йожи и Бернштейна – Вазирани и впервые продемонстрировано квантовое разложение Фурье, которое имеет большое значение в квантовых вычислениях. Будущие квантовые компьютеры за счет квантовой суперпозиции состояний смогут решать некоторые задачи с экспоненциально большей скоростью, чем обычные классические компьютеры. 
Источник: Nature 536 63 (2016)
 
 
Физики рекордно сжали свет
Физики из Института гравитационной физики (Университет Лейбница) добились рекордного сжатия квантового состояния света. Ученые добились уменьшения флуктуаций амплитуды в 32 раза по сравнению со значениями флуктуаций в традиционных измерениях. Это в полтора раза улучшает предыдущий рекорд. Подобные сжатые состояния применяются, например, в детекторах гравитационных волн для увеличения чувствительности и точности приборов. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Physics.
Сжатые состояния света имеют прямое отношение к неопределенности Гейзенберга — это свойство квантового мира не позволяет со сколь угодно большой точностью измерить некоторые пары параметров частиц. Классический пример — неопределенность координаты и импульса: для того чтобы точно узнать координату, нам придется пожертвовать знаниями об импульсе частицы, и наоборот. Таким же образом для фотона нельзя одновременно точно определить и амплитуду и фазу его колебаний. В результате при попытке измерить волновой фронт или получить интерференционную картину в данные вмешиваются квантовые флуктуации.
Физики выяснили, почему со временем уменьшается емкость аккумуляторов
При помощи рентгеновского микроскопа ученые увидели «заторы» на пути движения заряженных частиц, из-за которых батарейки работают не на полную мощность. В будущем исследователи планируют решить эту проблему и создать более эффективные элементы питания.
Литий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов — анода и катода — и соединяющего их электролита — вещества, проводящего заряженные частицы. Когда аккумулятор заряжается, на электродах создается разность потенциалов, которая заставляет ионы лития перетекать от одного электрода к другому, а при разрядке — в обратную сторону. С каждым циклом зарядки и разрядки аккумулятор работает все хуже — предположительно, из-за «пробок», которые возникают на пути движения ионов.
Используя сканирующий просвечивающий рентгеновский микроскоп (Scanning Transmission X-ray Microscope), авторы работы детально рассмотрели, как образуются скопления ионов в электролите. Оказалось, что дело в «налипающих» на ионы лития электронах, которые мешают заряженным частицам двигаться дальше.
Наличие подобных препятствий на пути ионов лития предполагалось и ранее, однако увидеть их при помощи рентгеновской микроскопии ученым удалось впервые. Более того, они локализовали положение этих электронов вплоть до орбиталей — «ячеек», которые они занимают в молекулах электролита.
Авторы исследования называют скопления электронов «лужами заряда», проводя аналогию с потоком воды. Заряд, распределенный по небольшим «лужам» в электролите, не может течь и, соответственно, совершать полезную работу. С каждым циклом зарядки-разрядки все больше заряда остается в «лужах» внутри электролита, не достигая электродов. Чтобы решить проблему, ученые предполагают разработать новые материалы, в которых вообще не будут образовываться «лужи».
Исследование групп ученых из США и Канады опубликовано в журнале Nature Communications
Источник: chrdk.ru

 
 
Физики нашли «металл», электроны в котором ведут себя как вода
РИА Новости. Графен, «нобелевская» форма углерода, оказался уникальным «металлом», электроны в котором ведут себя при движении с почти скоростью света так же, как молекулы воды, что поможет физикам проникнуть в тайны теории струн и черных дыр, не «ныряя» в эти объекты, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Так художник представил себе графен в виде «водного металла»
«Та физика, которую мы сегодня открываем, изучая черные дыры и теорию струн, проявляет себя в полной мере в графене. Нам удалось найти и описать в теории первый в мире пример того, как электронная «жидкость» может двигаться с околосветовой скоростью внутри металла», — заявил Эндрю Лукас (Andrew Lucas) из Гарвардского университета (США).
Лукас и его коллеги раскрыли еще одно крайне необычное физическое свойство графена, которое физикам еще предстоит объяснить, пытаясь создать сверхчистые образцы этого «нобелевского углерода» для других опытов.
Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Он отличается высокой прочностью и уникальными электрическими свойствами. За создание графена выходцам из России Константину Новоселову и Андрею Гейму была присуждена Нобелевская премия 2010 года по физике.
Как рассказывает Лукас, свойства графена очень сильно меняются, если на его поверхности появляются примеси или деформации, что мешает изучению его уникальных свойств и раскрытию их природы. Пытаясь вырастить сверхчистые образцы этой формы углерода, группа Лукаса параллельно пыталась понять, сталкиваются ли электроны в листах графена между собой.
Эти столкновения, как считали физики, должны были породить вспышки тепла, которые ученые искали, используя специальные «термометры», позволявшие им находить даже самые небольшие отличия в уровне тепла.
Данные наблюдения раскрыли потрясающий и совершенно неожиданный феномен – оказалось, что электроны, обычно движущиеся через лист графена с околосветовой скоростью, не просто сталкиваются между собой, а ведут себя, как поток молекул воды.
Это проявлялось в том, что электроны в графене достаточно сильно взаимодействуют между собой, чего никогда не происходит внутри обычных металлов и прочих веществ. Подобное поведение характерно для молекул воды и других жидкостей, чьи компоненты связаны между собой относительно слабыми, но связями.
Подобное поведение, как считают сегодня космологи и ученые, занимающиеся физикой высоких энергий, характерно для материи, поглощаемой черными дырами и другими сверхкомпактными объектами и при этом оно противоречит ряду законов квантовой и классической физики. Таким образом, дальнейшее изучение поведения «рек» электронов в графене может помочь физикам раскрыть тайны устройства и жизни черных дыр, не выходя из лаборатории, заключают ученые.
В этом же выпуске журнала Science к похожим, но несколько другим выводам пришла группа британских и российских физиков под руководством Гейма, которые исследовали свойства электронов в листах графена при сверхнизких температурах. Они тоже заключили, что электроны в графене ведут себя скорее как жидкость, чем как индивидуальные элементарные частицы.
Источник: РИА Новости

 
Поиск
Назад к содержимому | Назад к главному меню