Физики впервые сняли взаимодействие атомов
Американские ученые рассмотрели поведение отдельных атомов в решетке и выяснили, почему нам не удается создать высокотемпературные полупроводники.
Если попытаться рассмотреть атомы сквозь сверхмощный микроскоп, мы ничего не увидим: они перемещаются на огромной скорости, сливаясь в неразличимый туман. Чтобы что-нибудь рассмотреть, ученым Массачусетского технологического института (MIT) пришлось охладить атомы калия до температуры практически абсолютного нуля и, как только тепловое движение почти остановилось, – «рассадить» их по ячейкам оптической решетки. Такую систему создает интерференция пересекающихся лазерных лучей: энергетические пики и минимумы интерференционной картины – как нити и ячейки сети, в которые и «усаживаются» отдельные частицы. Лишь затем ученые сделали несколько сотен снимков под атомно-силовым микроскопом.
В статье, опубликованной журналом Science, авторы сообщают, что в участках решетки (обычно по краям), где атомы калия располагались довольно разреженно, они сохраняли определенное приличное расстояние друг между другом. Зато в более плотных скоплениях ближе к центру решетки они буквально слипались друг с другом, как близко поднесенные друг к другу магниты. И действительно: при этом атомы ориентировались так, чтобы их противоположные заряды чередовались.
В интервью пресс-службе MIT один из авторов работы Марк Цвирлайн (Martin Zwierlein) предлагает сравнить это поведение с человеческим. Например, в плотно населенных городах люди совершенно спокойно живут буквально на голове друг у друга. Зато где-нибудь в менее населенной местности на каждого приходится много пустого пространства.
На самом деле, работа была проведена для проверки некоторых аспектов работы принятой сегодня теоретической модели Бозе – Хаббарда, которая описывает взаимодействие бозонов и электронов на пространственной решетке и важна для понимания работы сверхпроводящих материалов. Сами электроны невозможно увидеть даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, и атомы калия послужили ученым доступной для наблюдений моделью. По мнению Цвирлайна и его коллег, такое необычное «слипание» атомов при достаточно высокой плотности может отражать поведение электронов при комнатной температуре и с этим явлением могут быть связаны трудности в создании высокотемпературных сверхпроводников.
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.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
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