Ученые выяснили, что умеренные различия между элементами электросетей, экосистем и других сложных структур превращают их в гораздо более надежные системы. Математический расчет помог доказать: идеальная однородность делает энергосистемы, биоценозы и транспортные сети уязвимыми для сбоев, тогда как контролируемый «беспорядок» повышает их устойчивость к внешним нагрузкам.

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

Не все элементарные частицы одинаковы. Хотя и электрон, и мюон отрицательно заряжены, первый точно подчиняется гравитации, а на втором ученые еще не проводили экспериментов. Из-за короткого времени жизни мюона работать с ним сложно, но физики придумали способ.

Ученые провели эксперимент с ультрахолодным газом и впервые зафиксировали образование многочастичных квантовых структур — струн Бете. Наблюдение перевело столетнюю математическую гипотезу в разряд доказанных физических явлений и дало науке новый инструмент для изучения квантовой динамики.

Космос велик, но не пуст. Практически в каждой его точке можно найти если не пыль, то летящие в разных направлениях элементарные частицы. И чем больше энергия частицы, тем меньшее расстояние она должна пролететь, не потеряв эту энергию.

Японские ученые использовали магнитное поле и атмосферу Земли как гигантский планетарный детектор для поиска аксионов и темных фотонов — сверхлегких частиц темной материи. Исследователи в 100 раз повысили точность измерений и зафиксировали несколько неизвестных сигналов.

Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.

Ученые проанализировали результаты миллионов столкновений на Большом адронном коллайдере за восемь лет и нашли статистические намеки на рождение пар бозонов Хиггса. Фиксация феномена докажет способность частиц взаимодействовать друг с другом и поможет оценить стабильность Вселенной.

Обычно место соединения двух деталей, даже из одного материала — слабая точка изделия. Но правильно сваренные друг с другом куски полиэтилена это правило нарушали, хотя ученые и не понимали почему.

Форма шипов розы оказалась механическим компромиссом между режущей способностью и прочностью. Ученые из Дании с помощью силиконовых моделей выявили, что умеренно сплюснутые шипы лучше круглых рассекают мягкую ткань, но при этом не сгибаются и не сминаются под нагрузкой.  

Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.

Международная группа астрофизиков подкралась к разгадке квантовой тайны почти столетней давности. Изучив экстремальный космический объект, они зафиксировали признаки эффекта, который еще в 1930-х годах предсказал один из отцов квантовой механики Вернер Гейзенберг: идеальный вакуум на самом деле не пуст и способен изменять движение света.

Целая индустрия занимается борьбой с храпом. Протоколы лечения, гаджеты, специальные подушки, скотч для рта и расширители носа давно существуют на рынке, но результаты их применения могут быть минимальными.

С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.

Ученые напрямую визуализировали квантовые структуры, которые лежат в основе высокотемпературной сверхпроводимости. Эксперимент восполнил давний пробел между поведением одиночных частиц и возникновением сверхпроводящего тока, показав, как изолированные электронные «дырки» внутри кристалла объединяются в квазиодномерные молекулы.

Развитие мягкой робототехники требует создания гибких и чувствительных сенсорных покрытий, однако существующие «кожи» быстро разрушаются от циклических деформаций и теряют работоспособность в агрессивных средах. Ученые из Китая предложили самогерметизирующуюся нановолокнистую ионную кожу с рекордной усталостной прочностью, которая не боится вакуума, воды и органических растворителей.

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

В состоянии квантовой запутанности некоторые параметры частиц оказываются жестко связаны. Если спин одного запутанного фотона направлен в одну сторону, а второго — в противоположную, то если изменится спин первого, то у второго этот показатель тоже перевернется.

Ученые до сих пор не уверены, существует ли темная материя, — эксперименты и теории все время сужают зоны поиска, но стопроцентного доказательства у нас нет. При этом именно темная материя может удобно объяснить примерно четверть массы Вселенной.

На ускорителях частиц проводят не только их столкновения, имитирующие первые секунды жизни Вселенной. Эти сложные устройства еще работают фабрикой экзотических частиц, которые почти не встречаются в природе. Сложнее создания редкой частицы — только задача удержать ее на месте, чтобы исследователи смогли провести измерения.