PhysReal

НОВАЯ МОДЕЛЬ ОБЪЕДИНЯЕТ ФИЗИКУ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Согласно исследованию, проведенному инженерным факультетом Мичиганского университета, новая аналитическая модель, основанная на физических принципах, может точно предсказывать поведение сегнетоэлектриков при реальных сложных напряжениях. Модель устраняет давний разрыв между фундаментальной физикой переключения и практическим проектированием устройств. Работа опубликована в журнале Advanced Materials. Когда через сегнетоэлектрический материал проходит импульс напряжения, поляризация всего материала не меняется мгновенно. Всё начинается с искры, называемой нуклеацией, когда крошечная точка меняет своё направление. Перевёрнутая область распространяется наружу в процессе роста, вызывая изменение поляризации и окружающих атомов. Скорость зарождения и роста зависит от силы и стабильности электрического поля. Для моделирования этого сложного явления учёные использовали модель обратного временного конуса, разработанную выпускником Мичиганского университета Джоном У. Каном. Эта модель работает в обратном направлении, определяя, какая часть материала перевернута в любой данный момент, без учета перекрывающихся областей. Исследователи объединили метод обратного временного конуса со статистической термодинамикой. Это сочетание помогает отслеживать изменения импульсов напряжения для точного прогнозирования изменений в динамике зарождения и роста. Поскольку модель отслеживает всю историю изменения напряжения, она естественным образом улавливает, как эти материалы "запоминают" прошлые состояния. Это помогает модели оставаться точной при любой сложной скорости изменения напряжения или частоте. Учёные интегрировали модель в стандартное программное обеспечение, используемое инженерами для проектирования интегральных схем — SPICE, сокращение от Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis (Программа моделирования с акцентом на интегральные схемы). Достоверность модели была подтверждена. Эта модель особенно ценна для приложений, работающих со сложными формами сигналов напряжения. Например, в нейроморфных вычислениях, где устройства программируются с помощью последовательностей импульсов с различной амплитудой и длительностью, она может определять условия формы сигнала, которые максимизируют эффективность программирования, линейность и точность считывания. Чтобы исследователи и начинающие специалисты могли воспользоваться этим инструментом для визуализации поведения переключения сегнетоэлектриков при заданных формах сигналов, учёными был предоставлен открытый доступ к коду моделирования на основе Python. Фото. Прибор и конфигурация для измерения сверхбыстрого переключения сегнетоэлектрика: зонды GSG слева и справа, генерирующие быстрые сигналы напряжения и измеряющие токи отклика сегнетоэлектрика. Сзади расположен активный зонд с высоким импедансом, используемый для мониторинга напряжения на сегнетоэлектрическом конденсаторе в реальном времени. Фото: Ии Лян, Лаборатория сегнетоэлектроники, Мичиганский университет. #моделирование #полупроводник #сегнетоэлектрики #сегнетоэлектричество #теоретическая_физика #термодинамика #эксперимент #электричество #электроника

НОВЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПОЗВОЛЯЕТ РАЗЛИЧИТЬ ДВА КОНКУРИРУЮЩИХ ОБЪЯСНЕНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ГЛЮОНОВ ВНУТРИ АТОМНЫХ ЯДЕР Исследование, проведенное в рамках эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере ЦЕРН и опубликованное в журнале Physical Review Letters, сообщает о первом многомерном измерении некогерентного фотоядерного образования J/ψ в зависимости от энергии взаимодействия и передаваемого импульса. На сегодняшний день это измерение дает наиболее четкое представление о том, как глюоны, частицы, связывающие кварки, располагаются внутри атомных ядер при высоких энергиях. Для изучения флуктуаций глюонов внутри ядер с более высоким пространственным разрешением, чем это было возможно ранее, учёные использовали экспериментальный метод, называемый некогерентным фотоядерным рождением J/ψ. В отличие от других измерений, усредняющих по всему ядру, некогерентное образование J/ψ чувствительно к локальным флуктуациям плотности глюонов, что позволяет изучать структуры меньше протона. Эти интенсивные глюонные поля, присутствующие внутри каждого атомного ядра, составляют почти всю видимую материю во Вселенной. Тем не менее, их коллективное поведение остается одной из величайших проблем современной физики. Эксперименты с использованием некогерентного рождения подобны переходу от размытого изображения к микроскопу высокого разрешения. Этот процесс позволяет увидеть, как глюоны флуктуируют и организуются внутри ядер. Варьируя передачу импульса, эксперимент фактически меняет фокус микроскопа. При разрешении 0,6, 0,3 и 0,2 фемтометра эксперимент ALICE постепенно исследовал меньшие области внутри ядра. Самое высокое разрешение соответствует структурам размером примерно в четверть размера протона. В работе удалось измерить некогерентное образование J/ψ в широком диапазоне энергий взаимодействия фотонов и ядер — от 20 до 633 миллиардов электронвольт — а также изучить, как взаимодействие изменяется в зависимости от передачи импульса, что соответствует степени детализации исследования ядра. Результаты выявили поразительную закономерность — на самых малых пространственных масштабах скорость образования частиц J/ψ значительно снижается, при этом статистическая значимость составляет около трех стандартных отклонений. Это подавление ставит под сомнение "ядерное затенение", которое успешно описывало предыдущие измерения. В этой модели глюоны внутри ядра частично перекрываются и заслоняют друг друга — подобно слоям облаков, блокирующим солнечный свет, — что снижает вероятность определенных процессов образования частиц. Новые измерения показывают, что традиционное ядерное затенение само по себе не может полностью объяснить наблюдаемые данные. Данное наблюдения согласуются с другим явлением — "насыщение глюонов", предсказанным теорией квантовой хромодинамики, которое описывает сильное взаимодействие. В этом режиме глюоны становятся настолько плотно упакованными, что начинают сильно взаимодействовать друг с другом, ограничивая количество глюонов, которые могут существовать в данной области. Фото. Эксперимент ALICE на Большом адронном коллайдере ЦЕРН. Фото: ЦЕРН #ALICE #глюон #декогеренция #квантовая_физика #квантовая_хромодинамика #физика_высоких_энергий #ЦЕРН #эксперимент #ядерная_физика

10‑метровое зеркало для глубин Вселенной: телескоп для «Миллиметрона»   Компания «РЕШЕТНЁВ» – предприятие Роскосмоса – создаст специальный телескоп для обсерватории «Миллиметрон». Телескоп будет исследовать объекты дальнего космоса в миллиметровом и инфракрасном диапазонах — и поможет найти ответы на фундаментальные вопросы о том, как устроена и как развивалась Вселенная. ▪️ Головной исполнитель обсерватории – НПО Лавочкина (входит в Роскосмос). ▪️ За бортовой комплекс научной аппаратуры отвечает Астрокосмический центр Физического института РАН (АКЦ ФИАН).  ▪️ Космический телескоп для «Миллиметрона» будет сделан по заказу АКЦ ФИАН.   Основу важнейшей составной части научного комплекса составит главное зеркало –трансформируемая конструкция, которая после раскрытия на орбите сформирует отражающую поверхность диаметром 10 метров.   Специалисты добиваются высокой точности поверхности рефлектора. В сочетании с большим размером устройства это обеспечит необходимую чувствительность телескопа для приёма сигналов от объектов дальнего космоса.

ГИБРИДНЫЕ НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ФОТОННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ Современные фотонные чипы позволяют размещать сложные оптические функции на устройствах размером меньше ногтя. Они все чаще используются для генерации, управления и измерения света в самых разных областях применения, от связи до сенсорики. Однако большинство таких чипов используют один и тот же материал для выполнения основной работы, что ограничивает диапазон оптических эффектов, которые они могут производить. В данной работе учёные продемонстрировали другой подход: использование двух материалов для совместной работы. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, физики объединили два нелинейных оптических эффекта, которые обычно возникают по отдельности. В их устройстве было использовано ядро из нитрида кремния для генерации оптических частотных гребенок, в то время как окружающий слой диоксида кремния производил рамановское рассеяние. Объединив преимущества обоих материалов, команда создала новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон частот света на одном чипе. На первый взгляд, идея кажется простой. Свет, распространяющийся по фотонной схеме, обычно концентрируется в сердцевине волновода, в то время как окружающая оболочка в основном служит для удержания света. Исследователи поняли, что часть циркулирующего света естественным образом проникает в оболочку. Вместо того чтобы рассматривать эту область как пассивную, они разработали устройство таким образом, чтобы свет мог активно взаимодействовать с ней. В результате получается гибридная система, в которой каждый материал вносит свой вклад, обладая различными возможностями. Кремний обеспечивает рамановское усиление — процесс, при котором свет взаимодействует с молекулярными колебаниями и появляется на новой частоте. Нитрид кремния, в свою очередь, хорошо известен своей сильной нелинейностью Керра, которая может генерировать оптические частотные гребенки — точно расположенные наборы световых частот, часто описываемые как оптические линейки. Устройство состоит из кольцевого резонатора из нитрида кремния, окруженного кремнеземом. Примерно 31% циркулирующего оптического поля перекрывается с оболочкой, что позволяет свету взаимодействовать с обоими материалами по мере его распространения по кольцу. Для проверки были изготовлены кольцевые резонаторы из нитрида кремния, покрытые диоксидом кремния, накачанные лазером непрерывного действия. Когда лазерный свет попадал в резонатор, появлялся новый сигнал на частоте, смещенной на 11 терагерц относительно длины волны накачки — признак рамановского рассеяния в диоксиде кремния. По мере изменения исследователями длины волны накачки новый сигнал соответственно смещался, сохраняя при этом то же частотное разделение, что подтверждает источник эффекта. Результаты измерений точно совпали с теоретическими предсказаниями. Исследователи рассчитали, что рамановская лазерная генерация должна начинаться примерно при 140 милливаттах оптической мощности на чипе. Эксперименты показали пороговое значение в 143 милливатта. Хотя сгенерированные частотные гребенки не были полностью когерентными, система достигла эффективности преобразования энергии более 32%. Рис.1. Новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон частот света на одном чипе. В устройстве используется ядро из нитрида кремния для генерации оптических частотных гребенок, а окружающий его слой диоксида кремния производит рамановское рассеяние. Фото: Алехья Гош. Рис.2. Предложенная модель генерации суперконтинуума в интегрированных системах с использованием гибридных нелинейностей материалов сердцевины и оболочки. Генерация второй гармоники (ГВГ) в оболочке и четырехволновое смешение (ЧСС) в материале сердцевины объединяются для генерации суперконтинуума. Источник: Advanced Photonics (2026). DOI: 10.1117/1.ap.8.4.046008 #лазеры #материаловедение #микрогребни #оптика #технологии #фотоника #эксперимент #электроника

📚 10 книг по теории жидкостей 📙 1. Теория квантовых жидкостей [1967] Пайнс Д., Нозьер Ф. 📗 2. Квантовые жидкости: Теория, эксперимент [1969] Капица П.Л., Абрикосов А.А., Халатников И.М. 📕 3. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов [1980] Резибуа П., Де Ленер М. 📘 4. Лекции по теории квантовых жидкостей [1989] Кондратьев, Кучма 📒 5. Теория динамического взаимодействия тел и жидкости [1940] Милович 📔 6. Теория вращающихся жидкостей [1975] Гринспен X. 📗 7. Молекулярная теория газов и жидкостей [1961] Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч.,. Берг Р. 📕 8. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях [1963] Оно С., Кондо С. 📔 9. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа [1972] Баренблатт, Ентов, Рыжик 📙 10. Теория волновых движений жидкости [1977] Сретенский Эта подборка охватывает почти всю теоретическую физику жидкостей — от сверхтекучего гелия до фильтрации нефти. В первых трёх томах изучают квантовые жидкости: ферми-жидкости (электроны в металлах) и бозе-жидкости со сверхтекучестью. Малоизвестный факт: жидкий гелий-4 при охлаждении ниже 2,17 К течёт без вязкости и может «вылезать» из сосуда по стенкам — это явление открыл Пётр Капица. Следующие работы посвящены кинетической теории плотных газов и жидкостей, где выводят вязкость и теплопроводность из молекулярных столкновений. Классические труды по динамике тел в жидкости и вращающихся потоках до сих пор используют при расчёте турбин, центрифуг и даже тропических циклонов — там сила Кориолиса заставляет воздух закручиваться в воронку. В быстро вращающейся жидкости возникают «тейлоровские столбы» — области, которые ведут себя как твёрдые стержни вдоль оси вращения. Молекулярные теории поверхностного натяжения объясняют, почему вода собирается в капли, а нефть растекается по воде — это критично для флотации руд и микроэлектроники. Теория нестационарной фильтрации — основа расчёта нефтяных пластов: оказывается, порода и жидкость сжимаются под давлением, и без учёта этого эффекта дебит скважин предсказать невозможно. А классическая теория волн на воде, хоть и выглядит архаично, до сих пор помогает строить волноломы и буровые платформы, устойчивые к штормам. В итоге перед нами не просто книжные редкости, а живой инструментарий физиков и инженеров — от криогенных лабораторий до океанских шельфов. 💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

ПЕРВЫЙ ПОЛЯРИТОННЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ ДИОД С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ НА ОСНОВЕ ПЕРОВСКИТА Учёные из Сколтеха и их коллеги из Университета ИТМО и НИУ ВШЭ впервые продемонстрировали прямую электрическую накачку поляритонного лазера на основе галогенидного перовскитного микрокристалла, полученного из раствора. Опубликованные в журнале Nature результаты представляют собой решение давней проблемы физики полупроводников и оптоэлектроники, которая десятилетиями оставалась препятствием на пути к решению технологической задачи: создать недорогие неэпитаксиальные лазерные диоды, работающие под непрерывным электрическим током. Такие устройства найдут применение в оптических сенсорах и спектроскопии, высокоскоростных вычислениях и энергоэффективных нейроморфных компьютерах. Исследование было поддержано программой Clover, Российским научным фондом (грант № 22-13-00436-П и грант № 23-72-00031), а также программой фундаментальных исследований НИУ ВШЭ HSE-BR-2025-069. Получаемые из раствора полупроводники включают органические материалы, квантовые точки и галогенидные перовскиты. Они представляют собой недорогую альтернативу сложным эпитаксиально выращенным кристаллам, которые синтезируют слой за слоем на поверхности твёрдой подложки. Однако создание электрически управляемых лазерных диодов на основе полупроводников из раствора долгое время оставалось чрезвычайно сложной задачей. При высокой плотности тока традиционные архитектуры светодиодов подвержены перегреву, который приводит к деградации материала. Чтобы устранить это препятствие, научная группа Сколтеха воспользовалась уникальной физикой экситон-поляритонов — гибридных квазичастиц, возникающих при сильной связи между светом (фотонами) и связанными электрон-дырочными парами (экситонами) внутри оптического микрорезонатора. Благодаря своей бозонной природе поляритоны способны коллапсировать в единое макроскопическое квантовое состояние — бозе-эйнштейновский конденсат — и излучать когерентный лазерный свет при значительно более низких энергиях и плотностях заряда, чем в обычных полупроводниковых лазерах. Исследователи интегрировали выращенный из раствора перовскитный пластинчатый микрокристалл с тонкоплёночными электродами из однослойных углеродных нанотрубок внутри высокодобротного оптического микрорезонатора. Применив специальный двухэтапный протокол криоохлаждения, команда добилась контролируемого пространственного перераспределения подвижных ионов, сформировав стабильный, "замороженный" PIN-диод. Этот "замороженный" PIN-диод обеспечил эффективную инжекцию носителей заряда без разрушения кристаллической решётки перовскита. Под непрерывным постоянным электрическим током устройство продемонстрировало поляритонную генерацию при низком пороговом токе в 60 микроампер. Рис. Архитектура поляритонного лазерного диода на основе перовскита: CsPbBr3 — формула перовскитного материала, а "бугорок" на его поверхности (на рисунке b) — место физического дефекта, где происходит конденсация захваченных поляритонов и генерация лазерного излучения. Источник: Анатолий Пушкарёв и др./Nature #диод #ИТМО #когерентность #конденсат_Бозе_Эйнштейна #кристалл #лазеры #оптика #перовскиты #поляритоны #Сколтех #технологии #фотоника #экситон

ПОЛУЧЕНЫ ПЕРВЫЕ ПРЯМЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА СУЩЕСТВОВАНИЯ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФЛОКЕ В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe). Топологические изоляторы ведут себя как изоляторы внутри своих зон, но проводят электричество по внешним поверхностям. Поверхностная проводимость обеспечивается топологией зон и кристаллической симметрией материала и проявляется в виде характерной конусообразной структуры в его электронной структуре, известной как конус Дирака. Используя интенсивное, быстро осциллирующее световое поле, можно временно изменить электронные свойства материала. Электроны в материале образуют новые «состояния Флоке», фактически копируя исходные электронные полосы, смещенные энергией фотона. Эти «реплики» полос могут взаимодействовать с реальными электронными полосами материала, изменяя его свойства до тех пор, пока присутствует свет. Материал SnTe, использованный в этом исследовании, был выбран намеренно. При высоких температурах он может принимать кристаллическую структуру, поддерживающую истинную топологическую фазу, но при низких температурах, использованных в этом эксперименте, он естественным образом переходит в другую, нетопологическую структуру. Учёные использовали времяразрешенную угловую фотоэмиссионную спектроскопию (TR-ARPES), метод, позволяющий получать изображения электронной структуры материала с чрезвычайно высоким временным разрешением. Работая с кристаллами SnTe, охлажденными до 30 К, исследователи направили на образец короткий импульс накачки лазера, настроенный близко к энергии запрещенной зоны SnTe. Затем второй, более высокоэнергетический зондирующий импульс фотоэмиссии вывел электроны из материала, запечатлев моментальный снимок его электронной структуры в этот самый момент. Повторяя это измерение при различных задержках между импульсами накачки и зондирования, удалось отследить, как изменялась электронная структура материала до, во время и после попадания на него светового импульса. Когда импульсы накачки и зондирования одновременно достигли образца, исследователи наблюдали конус Дирака в электронной структуре SnTe внутри запрещенной зоны материала. Примерно через 100 фемтосекунд после прохождения импульса накачки конус Дирака исчез, и электронная структура вернулась к своей обычной форме. Фото 1. Экспериментальная установка, использованная для исследования переходной электронной структуры SnTe. Фото: Жеральд и Максим Румо. Фото 2. Образец SnTe, освещенный импульсом лазера накачки. Фото: Жеральд и Максим Румо. #конденсированное_вещество #лазеры #оптика #полупроводник #симметрия #спектроскопия #топология #фотоника #эксперимент #электричество #эффект_Флоке

СКРУЧЕННЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ СВЕТ ПОЗВОЛЯЕТ РАЗЛИЧАТЬ ЗЕРКАЛЬНО СИММЕТРИЧНЫЕ МОЛЕКУЛЫ ПО КОЛИЧЕСТВУ ЕЁ ФРАГМЕНТОВ Учёные из Института фундаментальных исследований Тата Индийского технологического института в Бомбее и Индийского технологического института в Хайдарабаде показали, как сам свет может быть сконструирован таким образом, чтобы вести себя как нитевидный зонд, избирательно взаимодействуя с молекулами в зависимости от их хиральности. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, показывает, что свет может принимать не только вращательную форму, но и закручиваться при распространении. Когда такой закрученный свет взаимодействует с хиральными молекулами, результат существенно зависит от того, насколько "закручивание" света соответствует внутренней хиральности молекулы. В экспериментах, проведенных на лазерной установке в TIFR Хайдарабад, сверхкороткие лазерные импульсы (несколько сотен фемтосекунд) с контролируемым спином и закручиванием направлялись на газообразные образцы R- или S-камфоры, хорошо известной хиральной молекулы. Взаимодействие приводило к расщеплению молекул на заряженные фрагменты, которые затем анализировались с помощью времяпролетного масс-спектрометра. Этот прибор измеряет скорость движения ионов к детектору, что позволяет определять их массы. Более легкие ионы достигают детектора быстрее. Сообщается, что количество образующихся фрагментов зависело от сочетания угла поворота света и хиральности молекулы. Простое сравнение количества этих фрагментов позволило различить зеркально симметричные молекулы. Традиционные методы обнаружения хиральности часто основаны на измерении очень малых различий в поглощении света молекулами или на отслеживании углового распределения испускаемых электронов, что может потребовать сложных установок и тщательной настройки. В отличие от них, новый подход считывает хиральность непосредственно из сигналов ионов, без необходимости угловых измерений или регистрации совпадений. Это упрощает экспериментальные требования и повышает чувствительность измерения. Еще одним важным аспектом исследования является то, что оно изучает молекулы в газовой фазе, где они изолированы от внешних воздействий, таких как растворители или поверхности. Это позволяет более непосредственно наблюдать внутреннее взаимодействие света и молекулярной структуры. Использование структурированного света дополнительно усиливает это взаимодействие, создавая более сильные различия между энантиомерами, чем те, которые обычно наблюдаются при использовании традиционных оптических методов. Рис. Схематическое изображение взаимодействия закрученного света с хиральным камфором. Автор: Рам Гопал, TIFR Хайдарабад. #лазеры #оптика #спектрометрия #фотоника #хиральность #эксперимент

ВЛИЯНИЕ DMR НА СНИЖЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБТЕКАЕМОГО ТЕЛА, ИЗМЕРЕННОЕ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ МАГНИТНОЙ ПОДВЕСКИ И БАЛАНСИРОВКИ Более 80 лет в гидродинамике существовал фундаментальный принцип, согласно которому более гладкие поверхности создают меньшее аэродинамическое сопротивление. Однако исследовательская группа под руководством доцента Айко Якено из Института гидродинамики Университета Тохоку опровергла это давнее предположение. Применив распределенную микрошероховатость (DMR) — нерегулярные микромасштабные текстуры поверхности — к тестовой модели, команда впервые в мире экспериментально продемонстрировала снижение аэродинамического сопротивления до 43,6%. Работа опубликована в журнале Journal of Fluid Mechanics. Ключом к прорыву стала одна из крупнейших в мире разработанная институтом 1-метровая система магнитной подвески и балансировки (MSBS). Благодаря левитации обтекаемого корпуса модели (тестовой модели, напоминающей длинную, повернут боком каплю) с помощью электромагнитной силы, система MSBS устраняет все помехи от опор, которые могли бы скрыть незначительные изменения сопротивления от DMR. Эта система позволяет проводить высокоточные наблюдения в реалистичных условиях свободного полета, чего невозможно достичь в традиционной аэродинамической трубе. В дополнение к экспериментальной проверке в лаборатории, учёные использовали моделирование крупномасштабных вихрей (LES) с разрешением по стенкам для компьютерной визуализации воздушного потока и установления механизма, объясняющего снижение сопротивления. Результаты показывают, что снижение сопротивления обусловлено подавлением трения поверхности — механизмом, принципиально отличающимся от отрывного течения, вызванного ямочками на мячах для гольфа. Метод LES также показал, что высота шероховатости DMR соответствует k⁺ ≈ 1,2–1,7 в вязкостных единицах, что значительно ниже порога гидравлической гладкости (k⁺ < 5). Поверхность, которую специалисты по гидродинамике классифицируют как гладкую, обеспечила резкое снижение сопротивления на 43,6%, что бросает вызов многолетним устоявшимся методам проектирования. Более того, эффект сохранялся до самого высокого исследованного числа Рейнольдса (Re = 3,6×10⁶), а это предполагает, что снижение сопротивления может распространяться за пределы переходного режима в область турбулентного потока. Рис. Сравнение коэффициента общего сопротивления (КС) в зависимости от числа Рейнольдса для гладкой поверхности (Plain) и поверхностей, покрытых DMR (DMR1, DMR2). DMR обеспечивает снижение сопротивления до 43,6% в переходном режиме и поддерживает более низкое сопротивление, чем гладкая поверхность, вплоть до самого высокого исследованного числа Рейнольдса. Источник: Yakeno et al. #гидродинамика #жидкость #ламинар #механика_жидкости_газа_и_плазмы #трение #турбулентность #физика_неравновесных_процессов #число_Рейнольдса #эксперимент

ВЫРОВНЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ ГРАФИТА ОБЕСПЕЧИВАЮТ СТАБИЛЬНУЮ ЛЕВИТАЦИЮ НАД МАГНИТАМИ В ходе этого эксперимента команда успешно создала гибридное вещество на основе графита, в котором частицы одновременно изолированы и выровнены. При проверке его диамагнетизма пластина продемонстрировала стабильную левитацию над постоянными магнитами. Подавление электропроводности графита позволило пластине колебаться в течение длительного времени, напоминая миниатюрный летающий ковер. Исследование опубликовано в журнале Analysis & Sensing. До недавнего времени электропроводность графита представляла собой препятствие, поскольку электрические токи подавляли левитацию. Предыдущие исследования показали, что стеклянное покрытие эффективно блокирует ток, но при этом заставляет частицы быть направленными во все стороны, ослабляя подъемную силу. Группа учёных из Киотского университета разрабатывала возможное решение: создание монокристаллических аналогов различных веществ из мелкодисперсных порошков путем выравнивания микрокристаллов в одном направлении. Хотя ученые специализируются на спектроскопии ядерного магнитного резонанса, столкнувшись с проблемой левитации графита, они поняли, что могут внести существенный вклад в решение этой загадки. Ученые сначала использовали химический синтез для нанесения тонкого слоя стекла на поверхность каждой частицы. Затем они смешали частицы с вязкой водой до получения суспензии и залили ее в форму в сверхпроводящем магните. Они вращали чашку с оптимальной скоростью, используя вязкость и магнитное поле для ориентации частиц в одном направлении, а затем дали суспензии высохнуть, превратившись в жесткую пластину. Рис. Диамагнитно левитирующий "волшебный ковер", изготовленный из частиц графита, поверхности которых изолированы слоем стекла, а их ориентации выровнены и зафиксированы. Фото: KyotoU / Kazuyuki Takeda #графит #диамагнетизм #кристалл #левитация #магнетизм #сверхпроводимость #спектроскопия #физическая_химия #эксперимент

VIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ФИЗИКЕ ЧАСТИЦ И АСТРОФИЗИКЕ (ICPPA-2026) 27 октября 2026 г. — 30 октября 2026 г., срок заявок: 14 сентября 2026 г. Россия, Москва (издание включено в: РИНЦ, Перечень ВАК, eLibrary). Форма участия: очная. Язык информации: русский. Цель конференции – обмен актуальными научными результатами, развитие международного сотрудничества и установление профессиональных контактов между специалистами и молодыми учеными, работающими в области экспериментальной и теоретической ядерной физики, физики частиц, астрофизики частиц и космологии. Основные направления научной программы: - искусственный интеллект и машинное обучение в физике частиц и астрофизике; - астрофизика частиц; - гравитация и космология; - современные исследовательские установки и детекторные технологии; - физика тяжелых ионов; - экспериментальная физика высоких энергий; - теоретическая физика высоких энергий; - физика нейтрино; - ядерная физика. Программа конференции включает пленарные и секционные доклады, а также постерную сессию. Рабочий язык конференции – английский. По предварительному согласованию возможно ограниченное дистанционное участие. Регистрация и прием тезисов докладов осуществляются до 14 сентября 2026 года включительно. Иностранным участникам, которым требуется визовое приглашение, необходимо направить запрос не позднее 25 августа 2026 года. Отобранные материалы конференции после рецензирования планируется опубликовать в научном журнале, индексируемом в РИНЦ, Scopus и/или Web of Science. Предварительно рассматривается публикация в журнале «Ядерная физика» / Physics of Atomic Nuclei. Место проведения: гостиничный комплекс «Севастополь», Москва, Большая Юшуньская улица, д. 1А Последний день подачи заявки: 14 сентября 2026 г. Организаторы: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) Контактная информация: 115409, Россия, Москва, Каширское шоссе, д. 31 Эл. почта: icppa@mephi.ru #астрофизика #гравитация #конференции #космология #нейтрино #НИЯУ_МИФИ #теоретическая_физика #физика_высоких_энергий #физика_элементарных_частиц #ядерная_физика

#ЗНАЕТЕЛИВЫЧТО Алексей Семихатов показывает фокус Дирака с ремнём (лентой). Алексей Михайлович Семихатов — российский физик-теоретик, доктор физико-математических наук, известный популяризатор науки. Главный научный сотрудник отделения теоретической физики Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН).

СЕКРЕТ КВАНТОВОГО ПОВЕДЕНИЯ ВОДОРОДА КРОЕТСЯ В СИММЕТРИИ В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, учёные из Института промышленных наук Токийского университета обнаружили ключевой элемент головоломки с водородом (ведет себя по-разному в присутствии ванадия). Объединив измерения структуры и диффузии водорода с квантово-механическими расчетами, было выяснено, что именно кристаллическая симметрия определяет как ведёт себя водород внутри ванадия — как квантовая волна или как классическая частица. Водород перемещается в ванадии, перескакивая между междоузлиями в кристаллической решетке. В некоторых случаях он ведет себя как классическая частица и должен преодолевать энергетические барьеры, чтобы переместиться на соседние участки; в других случаях он может использовать квантовый обходной путь, «туннелируя» между участками и перемещаясь подобно волне через эти барьеры. Понимание того, что определяет, проявляет ли водород квантовое или классическое поведение, может помочь ученым разработать более эффективные технологии хранения водорода и энергоснабжения. При низкой концентрации водорода кристалл сохраняет высокосимметричную структуру. В этих условиях атомы водорода легко туннелируют между соседними узлами, образуя делокализованные квантовые состояния, распределенные по соседним атомным узлам. Однако при более высоких концентрациях водорода кристалл деформируется, подавляя туннелирование и заставляя водород вести себя скорее как классическая частица. Кристаллическая симметрия — это тот самый переключатель, который включает или выключает квантовое поведение. В симметричной структуре водород находит эквивалентные пути, позволяющие ему туннелировать между узлами. Искажение этой симметрии — как это происходит при более высоких концентрациях водорода — подавляет туннелирование, заставляя водород полагаться на тепловую энергию для перемещения между узлами. Раскрывая роль кристаллической симметрии, это исследование закладывает основу для нового поколения передовых материалов, предназначенных для следующего этапа развития энергетических технологий. Рис. Исследователи из Института промышленных наук Токийского университета раскрыли, как симметрия кристалла определяет, подчиняется ли водород правилам квантовой или классической физики. (Институт промышленных наук, Токийский университет) #водород #квантовая_физика #кристалл #материаловедение #открытие #протон #симметрия #туннелирование #физическая_химия

ДВУХЗОННАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ В МНОГОСЛОЙНЫХ NbSe₂ И TaS₂ Один из наиболее широко изученных сверхпроводников, диселенид ниобия (NbSe₂), казался довольно простым в разделении на несколько атомных слоев. Эксперименты показали, что он ведет себя как сверхпроводник с единственной энергетической щелью. Однако учёные подозревали, что за этим кроется нечто большее. Используя туннельную спектроскопию, было обнаружено, что материал ведет себя вовсе не как простой сверхпроводник одного порядка — он скрывает два разных сверхпроводящих порядка, которые взаимодействуют настолько сильно, что кажутся одним целым. Такое же скрытое поведение было обнаружено и в другом близкородственном материале, TaS₂. Работа была опубликована в журнале Physical Review Letters. Предыдущие эксперименты не могли полностью объяснить детальную форму сверхпроводящего энергетического спектра с помощью традиционных теорий. Это открытие решает давнюю загадку. Применив более сложную модель, учитывающую наличие двух различных сверхпроводящих порядков, команда материаловедов Еврейского университета смогла точно объяснить не только сами измерения, но и то, как материалы реагируют на воздействие магнитных полей. Полученные результаты также позволяют предположить, что более толстая, объемная версия NbSe₂ может фактически содержать три взаимодействующих сверхпроводящих порядка, что раскрывает еще более полную картину того, как работает сверхпроводимость в этих материалах. #материаловедение #открытие #сверхпроводимость #спектроскопия #туннелирование #эксперимент

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ РАЗОРИЕНТАЦИИ И ДЕФОРМАЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ДИСЛОКАЦИЙ В GaN С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИИ ОБРАТНОРАССЕЯННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ Учёные из Ливерпульского университета и Университета Стратклайда, продемонстрировали эффективный способ выявления мельчайших кристаллических дефектов, которые могут снижать эффективность светодиодных материалов. Это достижение может помочь лучше понять, как образуются эти дефекты, и способствовать разработке более эффективных электронных и оптоэлектронных устройств. Работа опубликована в журнале Acta Materialia. Светодиоды обычно изготавливаются из нитрида галлия, кристаллического материала, свойства которого зависят от расположения атомов внутри него. В процессе роста кристалла могут образовываться небольшие дефекты, известные как дислокации. Эти линейные дефекты нарушают регулярную атомную структуру кристалла и могут снижать эффективность преобразования электрической энергии в свет. Исследователи обычно полагаются на просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ), метод, требующий подготовки чрезвычайно тонких образцов и позволяющий исследовать лишь очень небольшие участки материала. Несмотря на высокую детализацию, этот подход может быть трудоемким и не всегда дает репрезентативную картину кристалла в целом. В данной работе учёные использовали ряд методов сканирующей электронной микроскопии, позволяющих с легкостью исследовать гораздо большие области. В частности, они применили дифракцию обратнорассеянных электронов (EBSD), которая измеряет тонкие вариации ориентации кристаллов в микроскопическом масштабе. Сочетая метод EBSD с расчетными данными удалось идентифицировать отдельные дислокации и различать различные типы, включая краевые, винтовые и смешанные дислокации. Данное исследование представляет собой важный шаг вперед, поскольку предыдущие подходы, основанные на EBSD, позволяли обнаруживать искажения, вызванные большим количеством дислокаций, но не были достаточно подробными для непосредственной идентификации отдельных дефектов. Исследователи считают, что это первый случай получения подобных изображений с использованием данного подхода в нитриде галлия. Помимо светодиодных технологий, этот метод может быть применен к широкому спектру кристаллических материалов. Рис. Фото: Acta Materialia (2026). DOI: 10.1016/j.actamat.2026.122185 #дифракция #кристалл #материаловедение #микроскопия #светодиод #технологии #физическая_химия

#НОВОСТИ Все пять участников сборной России завоевали золотые медали на 56-й Международной олимпиаде по физике, которая проходила с 4 июля в Колумбии. Российскую делегацию на олимпиаде возглавил директор по довузовской подготовке Московского физико-технического института (МФТИ) Виталий Шевченко. В состав сборной вошли победители и призёры всероссийской олимпиады школьников: — Александр Ахремов (Физтех-лицей им. П. Л. Капицы); — Ярослав Доброхвалов (Физтех-лицей им. П. Л. Капицы); — Артём Еремин (лицей №23 г. Калининграда); — Иван Пругло (школа №179 г. Москвы); — Богдан Яйцевский (Физтех-лицей им. П. Л. Капицы). #ФОТО © Правительство РФ. Сборная России на Международной физической олимпиаде в Колумбии.

МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО ОКТУПОЛЯ ОПИСЫВАЕТ ДВИЖЕНИЕ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В НЕКОЛЛИНЕАРНЫХ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКАХ Физики из Инженерного колледжа Грейнджера при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали первую микромагнитную модель антиферромагнетиков, основанную на магнитных мультиполях. Работа, опубликованная в журнале Applied Physics Reviews, показывает обобщенная модель обеспечивает теоретическую и вычислительную основу для проектирования будущих спинтронных устройств, изготовленных из антиферромагнитных материалов. В отличие от традиционной электроники, которая основана на заряде электрона, спиновая электроника использует магнитную ориентацию электрона (спин). В последние годы исследователи в области материаловедения определили антиферромагнетики как перспективный материал для будущих спинтронных устройств благодаря их сверхбыстрой спиновой динамике и стабильности под воздействием внешних магнитных полей. Однако прежде чем эти материалы можно будет использовать в практических устройствах, учёным необходимы надежные модели, позволяющие расшифровать их сложные, неравномерные движения. Хотя микромагнитные модели широко используются для изучения динамики спина в ферромагнетиках, аналогичная модель еще не была полностью разработана для антиферромагнетиков, в которых структуру спина контролировать существенно сложнее. Тем не менее, некоторые типы антиферромагнетиков, такие как неколлинеарные антиферромагнетики, обладают уникальной вращательной структурой, которой легче манипулировать. В качестве типичного неколлинеарного антиферромагнитного материала был использован Mn₃Sn. Работая в микрометровом масштабе, модель позволила описать динамику доменных стенок и другие пространственно неоднородные магнитные текстуры, которые не могли быть описаны существующими аналитическими моделями. Результаты также выявили деформацию доменных стенок и эффективную инерционную массу, что дало новое понимание мезоскопической динамики магнитных мультиполей в антиферромагнетиках. Модель, разработанная исследователями из Иллинойса, может способствовать дальнейшему развитию усовершенствованных спинтронных технологий для обработки информации, генерации сигналов и хранения данных. Следует отметить, что модель необходимо ещё усовершенствовать, чтобы теоретические расчёты точнее совпадали с экспериментальными данными. #антиферромагнетики #конденсированное_вещество #магнетизм #материаловедение #спин #спинтроника #теоретическая_физика

ПОЛНОСТЬЮ ОПТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ АНТИФЕРРОМАГНИТНЫМИ ДОМЕНАМИ ПОСРЕДСТВОМ ОБРАТНОГО ОПТИЧЕСКОГО МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА Немецко-японская исследовательская группа из Аугсбургского университета совершила значительный прорыв в использовании антиферромагнетиков. Впервые удалось записать магнитную информацию, используя только сверхкороткие лазерные импульсы — без необходимости применения электрических токов или магнитных полей. Физик-экспериментатор Иштван Кезмарки и его команда разработали метод, в котором для управления используется не поляризация света, а направление его распространения (импульс). Благодаря целенаправленному облучению можно переключаться между различными магнитными состояниями и записывать информацию. Более того, эту информацию можно считывать и чисто оптическими средствами. Статья опубликована в журнале Nature Materials. Данный метод работает в телекоммуникационном диапазоне длин волн и, следовательно, совместим с существующими оптическими сетями. В будущем он может обеспечить прямую связь между оптической связью и магнитными носителями данных — быстрее и со значительно меньшим энергопотреблением. Кроме того, исследователи смогли продемонстрировать, что сложные магнитные узоры можно избирательно записывать в материал и стабильно хранить. Многократное переключение материала с помощью лазерного излучения позволяет сохранять информацию навсегда (в энергонезависимой форме), что является ключевым требованием для практических технологий хранения данных. В долгосрочной перспективе такой подход открывает новые перспективы для развития высокопроизводительных информационных технологий: в будущем данные можно будет записывать непосредственно с помощью света и хранить в магнитных материалах, без необходимости использования электрических сигналов. Это обещает не только значительно более высокие скорости, но и заметное снижение энергопотребления — например, в центрах обработки данных или системах связи. Полученные результаты могут проложить путь к созданию новых магнитооптических устройств хранения данных, а также инновационных, энергоэффективных информационных систем. Рис. Симметрия магнитооптического эффекта в ферромагнетиках и ОМО-эффекты в ферротороидальных материалах. Источник: Nature Materials (2026). DOI: 10.1038/s41563-026-02608-4 #антиферромагнетики #конденсированное_вещество #магнетизм #оптика #поляризация #симметрия #технологии #фотоника #эксперимент #энергетика