Физики впервые экспериментально пронаблюдали топологические дефекты в стекле
Международная команда физиков обнаружила способ экспериментально находить топологические дефекты в слабоупорядоченных материалах. Их метод поможет глубже понять свойства многочисленных аморфных систем.
Аморфный материал — это твердое вещество, молекулы и атомы которого образуют хаотические структуры, то есть не занимают строго определенные позиции в пространстве. Аморфное состояние — самая распространенная форма организации видимого вещества во Вселенной. Биологические клетки, стекла, полимерные материалы, клей и гели находятся в аморфном состоянии.
«Противоположны» таким объектам по строению кристаллические материалы. Их внутренняя организационная структура настолько упорядочена, что ученые могут описать кристалл математически, потому что он состоит из одинаковых, бесконечно повторяющихся элементарных ячеек. В целом это действительно так, однако при внимательном рассмотрении кристаллы, особенно природные, полны дефектов. Нарушения внутренней структуры кристаллов во многом определяют их свойства: цвет, способность к деформации, температуру плавления и способ распространения электрического тока.
Топологические дефекты особенно важны для ученых. Вокруг точки топологического дефекта нарушение структуры кристалла таково, что некоторые физические параметры материала сильно изменяют значение после полного обхода вокруг дефекта.
В аморфных системах, таких как стекло или случайная сеть нейронных связей, топологические дефекты впервые обнаружили только в 2021 году. Но до сих пор ученые не могли получить доказательства существования топологических дефектов в реальных аморфных материалах.
Международная команда физиков смогла идентифицировать топологические дефекты в аморфном коллоидном стекле, созданном в лаборатории путем случайного объединения магнитных коллоидных частиц. Исследователи нашли дефекты благодаря специальным методам численного анализа, примененным к обработке экспериментальных данных видеомикроскопии. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Аморфное вещество в эксперименте состояло из полистирола и наночастиц оксида железа, стабилизированных в додецилсульфате натрия (sodium dodecyl sulfate), помещенных на атомарно плоскую поверхность. Ученые помещали их в магнитное поле и снимали происходящее в аморфном веществе на камеру, данные с которой стали основой для анализа и поиска дефектов.
По мнению исследователей, экспериментальная демонстрация существования топологических дефектов в неупорядоченных системах — поворотный момент в физике конденсированного состояния. Теперь ученые смогут точно контролировать физические свойства аморфных материалов и систем. Изучение аморфных систем позволит лучше понять множество сложноорганизованных объектов, от нервных систем живых существ до структуры космоса.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
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.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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