#квазичастицы

Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и Харбинского инженерного университета (Китай) раскрыли причину необычного поведения света внутри оптических микрополостей. Такие полости можно рассматривать как «лаборатории» для создания сильной связи между светом и веществом. Работа раскрывает потенциал этих полостей как полноценного инструмента для поляритонной физики.

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.

Научное сообщество подходит к созданию квантовых компьютеров с разных сторон. В этой гонке технологий даже нежелательный эффект, сопровождающий еще ненайденную частицу, может стать частью вычислительной логики.

Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.

Объединить конфликтующие свойства помогли квазичастицы со специфическим зарядом. Если удастся подтвердить предложенную теорию экспериментом, то перед нами — новый тип квантовых материалов.

Международная группа физиков-теоретиков из Китая и России предложила и детально смоделировала новый способ управления экзотическими квантовыми объектами — «вихревыми молекулами». Эти устойчивые, вращающиеся пары или группы квантовых вихрей удалось сформировать в уникальной среде, известной как экситон-поляритонный конденсат. Изучение динамики вихрей в поляритонных конденсатах может привести к новым способам контроля света и материи на микроуровне и сделать квантовые технологии более эффективными.

Квантовые спиновые жидкости (КСЖ) обещают ученым развитие в областях квантовых вычислений и передачи энергии без потерь. В них магнитные моменты частиц теоретически не должны упорядочиваться даже при охлаждении до абсолютного нуля температур.

Международная коллаборация ученых нашла способ управлять светом за счет узора на поверхности металла. Они смогли создать скирмионные мешки — вихри внутри вихрей.

В мире квантовой физики каждый день происходят удивительные открытия, которые меняют наше понимание фундаментальных законов природы. Недавнее исследование, проведенное на физическом факультете ТГУ, раскрыло новые свойства электронов, которые могут иметь важные последствия для квантовой электродинамики и технологий будущего. Ученые обнаружили, что волновая функция одного электрона может поддерживать особые квазичастицы — плазмон-поляритоны.

Ученые создали новое магнитное состояние — магнито-ионный вихрь, или «вортион». Их разработка обеспечивает точный контроль магнитных свойств на наномасштабе при комнатной температуре и прокладывает путь для более энергоэффективных вычислительных устройств.

Компания Microsoft представила новый квантовый компьютерный чип собственной разработки. Так она присоединилась к Google и IBM в гонке создания доступного квантового компьютера.

Квантовые взаимодействия электронов внутри материалов могут привести к возникновению необычных феноменов. Например, 16 лет назад физики предсказали существование так называемых полудираковских фермионов — квазичастиц, изменяющих свою массу в зависимости от направления движения. Однако обнаружить их в слоистом материале удалось только сейчас, причем случайно. Это может привести к созданию новых материалов с уникальными оптическими свойствами.

В последние десятилетия исследования спинтроники — технологии, использующей спиновые состояния частиц для хранения и обработки информации, неуклонно движутся к новым рубежам. Новое исследование, проведенное российскими и китайскими учеными, открывает возможность реализации когерентного оптического спинового эффекта Холла (OSHE) при комнатной температуре, что может кардинально изменить наше представление о спинтронных устройствах.

Физики Санкт-Петербургского государственного университета исследовали оптические свойства квантовых точек, за открытие которых выпускнику Университета Алексею Екимову в 2023 была присуждена Нобелевская премия. Ученые изучали полупроводниковые квантовые точки, выращенные в СПбГУ методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Особенность таких точек — отсутствие механических напряжений, что делает их перспективными для применения в новых оптоэлектронных устройствах. Исследователям СПбГУ удалось выделить излучение одиночных точек и объяснить особенности его спектрального состава.

Ученые из Швеции, Германии и Китая смогли наблюдать в естественном материале предсказанные десятилетия назад квазичастицы — трехмерные магнитные хопфионы. Это открытие способно резко продвинуть спинтронику, дав устройствам на ее основе возможности, отсутствующие у современной электроники.

В проведенном недавно российско-итальянском исследовании были обнаружены новые, необычные свойства квазичастиц — поляритонов — при сверхнизких температурах. Открытие удалось сделать благодаря использованию в эксперименте волновода с необычной геометрией. Ведущую роль в совместном исследовании сыграли молодые ученые из Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ.

Используя кристаллы закиси меди, ученые получили ридберговские поляритоны рекордных параметров. Эти квазичастицы могут стать основой квантовых вычислителей, однако кристаллы требуемого качества оказалось возможным отыскать только в природе.

Исследователи Университета ИТМО выяснили, что нейтрально заряженные квазичастицы, экситоны, в полупроводнике под действием перпендикулярного магнитного поля ведут себя также, как электроны в классическом эффекте Холла. Открытие упростит изучение таких экзотических форм материи, как Бозе-Эйнштейновский конденсат.

Результаты открытия впоследствии можно применить при создании электронных устройств и аппаратуры, устойчивых к сильным магнитным полям.

Авторам работы удалось обосновать существование четверных фермионов в этом материале.