#атомы

Множество ученых по всему миру объединились, чтобы составить и опубликовать всеобъемлющую дорожную карту разработки межатомных потенциалов машинного обучения в области материаловедения и инженерии. Они подробно описали, как машинное обучение должно привести к революции в нашем понимании в проектировании и открытии новых материалов, позволяя проводить компьютерное моделирование атомов.

Физики из Института спектроскопии РАН и НИУ ВШЭ смогли удержать атомы рубидия-87 в ловушке более четырех секунд. Использование их метода удержания повысит точность квантовых сенсоров, в работе которых важны как количество, так и время удержания атомов. Такие квантовые системы используют для исследований темной материи, улучшения навигационных систем и поиска полезных ископаемых.

Китайские исследователи удерживали изотоп иттербия-173 в состоянии «кота Шредингера» более 20 минут. Эта работа приблизила точность измерений фазового сдвига квантовой системы к теоретически возможному пределу.

Команда астрофизиков из Института Нильса Бора (Дания) впервые измерила температуру вещества в свечении, возникшем после слияния двух нейтронных звезд, и наблюдала образование атомов из ядер атомов и электронов. Открытие позволило определить физические свойства этого экстремального события и объяснить происхождение элементов тяжелее железа.

Динамику возникновения таких загадочных явлений, как квантовая запутанность, можно вычислить и потенциально измерить в будущем экспериментальным путем на аттосекундных масштабах времени (одна аттосекунда равна миллиардной части миллиардной доли секунды). К этому выводу пришла международная команда физиков, разработавшая теоретические модели и применившая методы компьютерного моделирования.

Ученые из ИОХ РАН, МФТИ и ИНЭОС РАН синтезировали новые соединения — краун-гидроксиламины и их устойчивые комплексы с переходными металлами. Они также изучили их структуру, физические и химические свойства, выяснив, что новые координационные соединения при комнатной температуре могут активировать содержащийся в воздухе кислород и ускорять реакции окисления органического сырья. Это позволит повысить уровень экологической безопасности процессов нефтепереработки.

Ученые из Массачусетского технологического института впервые зафиксировали пограничное состояние ультрахолодных атомов натрия, которые ведут себя как электроны в магнитном поле, то есть движутся свободно, без трения. Результаты нового исследования прокладывают путь к сверхэффективной передаче данных и энергии без потерь. 

Нанороботы — это микроскопические устройства, которые человек использует для управления отдельными атомами, молекулами. Ученые уже научили таких ботов находить раковые клетки и уничтожать их, бороться с кариесом, доставлять лекарства, распространять кислород по телу, очищать воду от зловредных бактерий и микропластика. В перспективе нанотехнологии позволят создавать совершенные материалы, составлять цепочки ДНК и клонировать их, проводить точнейшие хирургические операции на труднодоступных органах — головном мозге и сердце. Игорь Безукладников, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ, поделился интересными фактами о нанороботах, объяснил, как они устроены, каким образом могут передвигаться по организму человека и представляют ли опасность для здоровья.

Исследователи из Сколтеха, Уральского федерального университета и Института физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН представили фундаментальное теоретическое описание важных свойств химической связи в материалах, предложив способ определения атомных зарядов и выделения ионной и ковалентной составляющих в энергии химической связи. Выводы ученых служат убедительным обоснованием традиционных представлений о химической связи, основанных на понятии электроотрицательности. Однако в ходе исследования выявлен и противоречащий химической интуиции аномальный случай в виде полупроводникового соединения — фосфида бора.

Перовскиты — редкие минералы, имеющие различные свойства из-за разнообразия атомов в своей кристаллической структуре. В последние годы активно исследуются высокоэнтропийные перовскиты, где в подрешетках находится много разных атомов, что делает их структуру стабильной и интересной для применения в различных областях, таких как хранение энергии и фотокатализ. Ученые ЮФУ провели исследования и поняли, какие условия приводят к упорядочению атомов в структуре перовскита, и как это можно контролировать. Их работа поможет улучшить процесс синтеза материалов с желаемыми свойствами.

Ученые из НИУ ВШЭ и МФТИ разработали суперкомпьютерный метод моделирования жидкости на атомных масштабах, позволяющий описывать возникновение турбулентных режимов течения. Исследователи рассчитали на суперкомпьютерах HARISMa и «Десмос» течение жидкости, состоящей из нескольких сотен миллионов атомов. Метод уже применяется для моделирования течения жидкометаллического свинцового теплоносителя в ядерном реакторе.

Участники мероприятия узнают, почему образуются кристаллы и как они растут.

Ученые из МФТИ вместе с французскими коллегами обнаружили материал, намагниченность которого может быть надежно зафиксирована на нескольких промежуточных значениях. Это открывает дорогу к созданию энергонезависимой памяти для жестких дисков со сверхвысокой плотностью хранения информации.

Физики из МФТИ совместно с коллегами из Франции экспериментально показали, что атомы примесей в полупроводниках могут формировать долгоживущие устойчивые квантовые состояния. Значит, эти атомы можно использовать в качестве кубитов в квантовом компьютере.

Ученые смогли рассмотреть индивидуальные атомы железа и тербия в рентгеновских лучах. Такой метод позволяет узнать больше об их свойствах и химическом состоянии, предоставляя возможность изучать молекулы и материалы с атомарным разрешением.

Участники мероприятия узнают об аттосекундных методах измерений, которые позволяют осуществить сверхбыстрый контроль квантовых систем.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института ядерной физики СО РАН имени Будкера проводят исследование взаимодействия нуклонов — частиц, из которых состоит атомное ядро. Задача ученых — объяснить природу сил, удерживающих их вместе. Предварительные результаты в области, где нуклоны взаимодействуют на близком расстоянии, говорят о том, что разница между теоретическими предсказаниями и экспериментальными данными достигает 250 процентов. Возможно, это свидетельствует о серьезном недостатке нашего понимания механизмов взаимодействия нуклонов.

Сотрудники Института астрономии РАН показали, что фуллерены могут эффективно формироваться вблизи массивных звезд, являющихся мощными источниками ультрафиолетового излучения, за счет протекания процесса изомеризации полициклических ароматических углеводородов.

Ученые НИЯУ МИФИ придумали, как стабилизировать пористые материалы на основе гетероструктур из графена и борофена. По их мнению, новые материалы смогут найти применение в качестве анодов и катодов в батареях, а изготовленные из них мембраны станут основой высокопроизводительных эффективных фильтров.

Один из важнейших параметров вещества — его плотность. Понять, что это такое, очень просто: при одном и том же объеме более плотное вещество имеет большую массу, чем менее плотное. Но вот от чего эта плотность зависит, пока не совсем ясно. Ведущий научный сотрудник Геологического института Кольского научного центра Феликс Горбацевич проанализировал отношения между параметрами атомов различных химических элементов и их плотностью.