#квантовая физика

Физики впервые обнаружили, что один из самых классических типов сверхпроводников — соединение YbSb₂ — способен нарушать общепринятое правило физики об «обратимости времени». Раньше ученые считали, что подобным странным свойством обладают только редкие и сложные материалы. Это открытие показывает, что необычные квантовые явления могут скрываться и в гораздо более простых сверхпроводящих соединениях.

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.

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.

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.

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.

Коллектив физиков-теоретиков из МФТИ обратился к одному из самых старых и упрямых сюжетов квантовой физики — парадоксу Клейна. Им удалось показать, что электрический ток, который сильное поле «выманивает» из пустоты, определяется тем, что именно называть частицами.

Обычно квантово-запутанными оказываются тщательно изолированные от внешних воздействий пары фотонов или атомов. Но высокотехнологичные материалы прокладывают для запутанности путь в мир макрообъектов.

Международная группа ученых под руководством Алексея Кавокина, директора Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ, обнаружила принципиально новый способ получения устойчивых локализованных световых структур в поляритонных конденсатах.

Исследователи из Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ совместно с коллегами из Франции и Китая доказали, что эффект, который научное сообщество долго считало несомненным доказательством наличия топологической сверхпроводимости (и, следовательно, наличия частиц Майораны), может возникать и по совершенно банальным причинам — из-за тепловых эффектов. Работа ставит под сомнение интерпретацию множества экспериментов, проведенных за последние годы в разных лабораториях мира.

Физики из Объединенного института высоких температур РАН и МФТИ научились проводить более устойчивые и «физически корректные» компьютерные эксперименты со слабо вырожденной водородной плазмой в области низких температур.

Коллектив ученых из лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ, Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН и Сколтеха провел уникальный эксперимент, в котором исследовал явление резонансной флуоресценции в трехуровневой системе. На систему воздействовали сразу два источника излучения.

Точно собранный гибридный материал показал физикам границу эффекта Кондо на уровне спина 1/2. До этой границы эффект подавляет магнетизм материала, после нее — увеличивает.

Исследователи впервые получили неопровержимые доказательства квантового феномена, который оставался лишь теоретическим предсказанием почти столетие. Это открытие дало науке принципиально новый инструмент для охоты за частицами темной материи, невидимой для обычных детекторов.

Международная группа исследователей из НИУ ВШЭ, МФТИ и IMT Atlantique (Франция) провела масштабное компьютерное моделирование таумасита — редкого, но опасного минерала, ответственного за разрушение бетонных конструкций при низких температурах. Ученые впервые применили комбинацию классической молекулярной динамики и квантовых методов для детального изучения структуры этого вещества, обнаружив, что квантовые эффекты играют неожиданно важную роль в его поведении. Им удалось подробно «развернуть» на атомном уровне то, что происходит на границе между минералом таумасита и водным раствором в нанопорах цемента. Эта тончайшая межфазная область управляет тем, как минерал зарождается, кристаллизуется и растет в цементном камне, а значит, влияет на один из самых неприятных сценариев долговечности бетона — сульфатную коррозию при низких температурах.

Международная группа ученых под руководством физиков из Центра фотоники и двумерных материалов Московского физико-технического института (МФТИ) экспериментально доказала, что электроны в графене могут вести себя как особая «томографическая жидкость». В такой жидкости коллективные возмущения (сложно устроенные волны) разного типа затухают с кардинально разной скоростью, что открывает новые перспективы для электроники.

Исследователи впервые осуществили телепортацию логического кубита, применив методы, устойчивые к ошибкам. Задачу решили для процессора на основе захваченных ионов.

Почти все СМИ Рунета (но не только) заявили о том, что ученые якобы зарегистрировали распад ложного вакуума. Это результат плохого понимания вопроса: в реальности первый же такой распад был бы концом света в буквальном смысле слова, а зарегистрировать его было бы некому. Naked Science рассказывает, что произошло на самом деле.

Слушатели узнают о парадоксе кота Шредингера.

Вычислительная мощь современных суперкомпьютеров колоссальна, однако по-прежнему существуют задачи, которые им не по зубам. Например, математические модели квантовых явлений даже для систем из десятков элементов невероятно сложны, а чтобы совершать прорывы в физике, порой требуются симуляции сотен и тысяч частиц одновременно. На помощь могут прийти аналоговые компьютеры, моделирующие различные квантовые эффекты.