Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Контроль над «танцующими» квантовыми вихрями открыл путь к новым вычислительным технологиям
Международная группа физиков-теоретиков из Китая и России предложила и детально смоделировала новый способ управления экзотическими квантовыми объектами — «вихревыми молекулами». Эти устойчивые, вращающиеся пары или группы квантовых вихрей удалось сформировать в уникальной среде, известной как экситон-поляритонный конденсат. Изучение динамики вихрей в поляритонных конденсатах может привести к новым способам контроля света и материи на микроуровне и сделать квантовые технологии более эффективными.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B. В последние десятилетия физики проявляют огромный интерес к экситон-поляритонам — гибридным квазичастицам, которые являются своего рода химерой света и материи. Они рождаются в полупроводниковых микрорезонаторах, где фотоны (частицы света) и экситоны (возбужденные состояния электронов) настолько сильно взаимодействуют, что начинают вести себя как единое целое.
Благодаря своей световой компоненте поляритоны обладают очень легкой массой — в сотни тысяч раз легче свободных электронов.Это свойство позволяет им формировать конденсат Бозе-Эйнштейна — особое состояние вещества, где множество частиц ведут себя как одна гигантская квантовая волна — при температурах, значительно превышающих те, что требуются для превращения обычных газов в конденсат Бозе-Эйнштейна, вплоть до комнатной. Эта «квантовая жидкость из света и материи» постоянно подпитывается энергией от внешнего лазера и одновременно теряет ее, что делает ее уникальной неравновесной системой, в которой наблюдается множество необычных и сложных физических явлений.
Одним из таких явлений являются квантовые вихри — крошечные торнадо в поляритонном конденсате, каждый из которых несет в себе квант вращения. Подобно тому как атомы могут объединяться в молекулы, ученые давно стремились заставить вихри образовывать стабильные связанные состояния, так называемые «вихревые молекулы». Однако на этом пути стояла фундаментальная проблема: вихри с одинаковым направлением вращения естественным образом отталкиваются друг от друга. Чтобы удержать их вместе, требовалась некая притягивающая сила. Предыдущие подходы предполагали создание искусственных «ловушек» или «колышков» путем локального изменения интенсивности лазерной накачки, но это лишало вихри свободы движения и мешало изучать их естественную динамику.
Коллектив ученых поставил перед собой задачу: создать условия, в которых вихри могли бы свободно двигаться и взаимодействовать, но при этом были бы ограничены в пространстве притягивающей силой. Решение оказалось столь же изящным, сколь и эффективным. Исследователи предложили использовать однородную лазерную накачку в виде диска с конечным, но не резким, а сглаженным краем.
Алексей Кавокин, директор Международного центра теоретической физики имени А. А. Абрикосова МФТИ, так прокомментировал суть подхода: «Мы искали способ создать для вихрей своего рода «идеальную игровую площадку», где два вихря не были бы привязаны к конкретным точкам, но держались бы вместе, образуя вихревую молекулу. Оказалось, что для этого не нужны сложные ухищрения и внешние силы. Наша модель показала, что сама природа поляритонного конденсата как открытой системы, где постоянно происходит приток и потеря энергии, порождает удивительный эффект. На границе области накачки возникает сила притяжения, которая мягко подталкивает вихри к центру, где они сближаются друг с другом и начинают вести себя как единая молекула. Граница области накачки, то есть граница света и тени, отражает налетающие на нее вихри подобно тому, как стенки чашки чая отражают водовороты, образующиеся, когда мы размешиваем в чае сахар. Внутри нашей световой «чайной чашки» вихри абсолютно свободны».
Используя численное моделирование на основе обобщенного уравнения Гросса-Питаевского, описывающего динамику конденсата, ученые поместили два вихря в такую световую ловушку и проследили за их движением. Вместо того чтобы разлететься, вихри начали исполнять сложный и упорядоченный парный танец. Их взаимное отталкивание было идеально сбалансировано силой, отталкивающей их от границы, в результате чего образовалась стабильная, динамически вращающаяся вихревая молекула.
Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.
Коллектив ученых из МФТИ, Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского и Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева смоделировал обтекание воздушными массами крыла экраноплана. Установлена зависимость подъемной силы от конструкции крыла и режима полета.
В июне 2025 года ВК покинули 1,2 миллиона авторов контента. Это резкое ускорение их бегства в сравнении с предшествующими месяцами. Одновременно число авторов на других платформах растет, в результате по этому показателю соцсеть обогнал не только Telegram, но и запрещенный Instagram*. Причиной происходящего многие наблюдатели посчитали совокупность решений менеджмента компании за последние годы.
Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.
Коллектив ученых из МФТИ, Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского и Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева смоделировал обтекание воздушными массами крыла экраноплана. Установлена зависимость подъемной силы от конструкции крыла и режима полета.
Для принятия верных решений необходимо точно оценивать вероятность того или иного исхода в условиях неопределенности. В новом исследовании профессор экономики и поведенческих наук из Университета Бата (Великобритания) Крис Доусон установил, что обладатели развитого интеллекта гораздо меньше, чем индивидуумы с более низким IQ, ошибаются в предвидении будущего. По мнению ученого, именно это позволяет умным людям выбирать правильные решения и добиваться больших успехов в жизни.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии