Физики впервые создали одномерный газ из фотонов, который поможет в разработке квантовых компьютеров
Ученым удалось создать одномерный фотонный газ и изучить его свойства. Метод, примененный в новом эксперименте, позволил подтвердить теоретические предсказания. В будущем эти результаты можно использовать для создания новых квантовых систем связи и компьютеров.
Исследовательская группа физиков из Боннского университета и Университета Кайзерслаутерн-Ландау (Германия) заключила большое количество фотонов в микрорезонаторе с красителем и охладила их. Обеспечить захват фотонного газа удалось с помощью полимерных наноструктур. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics.
Размерность системы оказывает влияние на ее поведение и приводит к возникновению различных состояний материи в квантовых системах из множества тел. В фотонных газах, как отметили авторы нового исследования, происходят тепловые флуктуации, которые существенно влияют только на одномерные системы.
Чтобы определить тепловые свойства фотонного газа, физики изменили соотношения сторон ловушки и выявили смягчение фазового перехода, обычно наблюдаемого в двумерных системах. Напомним, что в них переход в состояние конденсата происходит при какой-то определенной температурной точке — подобно тому, как вода замерзает при нуле градусов Цельсия.
Повлиять на размеренность газа удалось, изменив отражающую поверхность ловушки, создав микроскопические выступы с помощью прозрачного полимера. Это позволило уловить фотоны и наблюдать их переход в новое фазовое состояние.
«Обычно полимер действует как проводник, но в этом случае он позволил пропускать свет», — объяснили авторы исследования.
Таким образом ученые продемонстрировали, что одномерный фотонный газ не имеет определенной точки перехода в состояние конденсата, а внесение небольших изменений в структуру полимера позволяет детально изучать явления, возникающие при фазовых переходах между различными измерениями.
Изучение одномерных фотонных газов имеет важное значение в области квантовой оптики и фотоники. Авторы новой научной работы надеются, что их результаты помогут в разработке инновационных оптических устройств и технологий.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии