Российский коллектив ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, ООО Сенсор Спин Технолоджис, Российского квантового центра, МИФИ, МФТИ и ООО «Велман» (Новосибирск) разработал способ экспериментального определения концентрации изотопа углерода-13 с помощью анализа магнитных спектров. Исследование опубликовано в журнале AVS Quantum Science.  

Привет всем!

Я решил написать эту статью, потому что сам разобрался со всеми деталями работы этой версии шифровальной машины, и убедился, что написанная мною программа работает идентично эмуляторам этой машины. Это было сделать непросто, так как все описания в интернете, что мне удавалось найти, в лучшем случае упускали часть важных деталей работы этого механизма, а в худшем - содержали смесь из описаний работы разных машин. Кроме того, многие описания мне показались не слишком понятными - я постарался здесь всё описать как можно проще и яснее.

В этой статье описываю всё подробно, не опуская детали, и записывая куски кода на Python для иллюстрации. В конце статьи полный код, реализующий алгоритм Энигмы.

Ученые из Российского квантового центра, ВШЭ и МФТИ изучили  фазовый переход в одномерных системах с беспорядком в присутствии коррелированного перескока частиц. Работа опубликована в Physical Review Journals. Она открывает новые возможности для создания устойчивых одномерных атомных ловушек, квантовых нитей и кристаллов с одномерной проводимостью. 

Международный коллектив ученых из Швейцарии, России и Дании улучшил экспериментальную технику спектроскопии высших гармоник органических молекул и провел новые теоретические и экспериментальные исследования молекул бензола и 1,3-циклогексадиена. В опытах подтвердились эффекты, связанные с перемещением заряда внутри молекул на аттосекундных масштабах времени. Исследование опубликовано в журнале Structural Dynamics.  

Данная работа демонстрирует новые возможности в изучении строения вещества, которые открывает аттосекундная физика.

Коллектив ученых проанализировал эффект выделения тепла в проводнике под воздействием электрического тока для углеродных нанотрубок и пришел к выводу, что обычная теория плохо применима. Оказалось, что формула Мотта не работает, но применима формула Кельвина. Работа опубликована в журнале Physical Review B. 

Несмотря на то, что углеродные нанотрубки были открыты почти 20 лет назад, изучение этой формы углерода продолжает оставаться актуальной темой как в экспериментальной, так и в теоретической науке. Разнообразные исследования показали, что углеродные нанотрубки обладают уникальными физическими свойствами, которые могут быть применены в различных сферах человеческой деятельности, таких как микроэлектроника, биомедицина, конструирование прочных структур и создание нанодвигателей. В связи с этим интерес представляет изучение всех классических физических эффектов для нанотрубок.

Ученый из МФТИ создал новый метод расчета взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов с оптической плотной средой. Работа опубликована в Journal of Optics. В исследовании были проведены расчеты зависимости коэффициента поглощения среды от частоты и длительности лазерного импульса и толщины среды.

Аттосекундные лазеры имеют огромное значение в современной науке. Они дают возможность посмотреть, что происходит на уровне строения молекул, непосредственно заглянуть в глубь материи.

Ученые из МФТИ и Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН исследовали поведение полностью экранированных двумерных плазмонов — локализованных электромагнитных волн, распространяющихся по поверхности металлов. Оказалось, что они ведут себя подобно тому, как колеблется вода в неглубоком бассейне. Статья опубликована в журнале Physical Review B. 

Уникальные электромагнитные волны, именуемые поверхностными плазмонными поляритонами или просто плазмонами, имеют способность распространяться в оптическом, инфракрасном и терагерцовом диапазонах частот вдоль границы металла и воздуха или диэлектрика. Термин «поверхностный плазмонный поляритон» указывает на то, что эти волны объединяют движение зарядов (электронного газа) на металлической поверхности (поверхностный плазмон) и электромагнитные волны в окружающем воздухе или диэлектрике (поляритоны). Это особая форма электромагнитных колебаний, сильно локализованных на тонком приграничном слое, толщина которого не превышает десятых долей микрометра. Другими словами, электрическое поле оказывается «запертым» в области, размеры которой не превышают длину световой волны. Это явление уникально, потому что дифракция обычно не позволяет локализовать волну света на такой малой длине. Используя особенности плазмонов, можно достичь различных целей: от применения их для биосенсоров и микроскопии до использования в новом поколении вычислительных устройств.

Международный коллектив ученых предложил и изучил новые способы применения поляритонов в технологиях второй квантовой революции. Обзор и исследование перспектив технологий опубликованы в журнале Nature Reviews Physics.

8 июля 2024 года профессор Кавокин во время празднования 130-летия Петра Капицы, состоявшегося на территории Физтеха (МФТИ), дал интервью корреспонденту агентства ТАСС, во время которого, в частности, сказал, что «недавно его работу приняли для публикации в Nature Physics, но для этого пришлось убрать аффилиацию МФТИ и воспользоваться тем, что в тот момент у меня еще была «китайская» аффилиация». Эти его слова вызвали бурную реакцию в российских СМИ и в блогосфере. Кто-то поспешил обратить внимание на то, что санкции распространяются и туда, куда они, по идее, не должны распространяться. Другие наблюдатели высказывались за то, что не стоит тогда публиковаться в том месте, в котором редакторы не оставляют возможности ученому указать его подлинную аффилиацию. Здесь изложено содержание этой статьи, которое интересно само по себе.

Сотрудники Института космических исследований РАН и МФТИ провели численное моделирование образования пылевых облаков в атмосфере Марса. Работа опубликована в Solar System Research. 

В конце 1990-х — начале 2000-х годов все больше внимания стали уделять исследованиям и описанию пылевой плазмы в ионосферах планет. Это связано, во-первых, с тем, что к этому времени было изобретено достаточное количество методов описания пылевой плазмы и стало возможным применить разработанный подход к изучению природных плазменно-пылевых систем. Во-вторых, результаты, полученные в области природной комплексной плазмы, могут быть полезны для исследований в физике атмосферы, экологии и геофизике. Наконец, в-третьих, изучение ионосферной плазмы, естественно, началось с Земли, и в случае Земли нельзя исключить наличия связи между плазменно-пылевыми процессами ионосферы с одной стороны и с различными видами изменения климата, например процессами глобального потепления, с другой. 

За последние два десятилетия также значительно возрос интерес к исследованию Марса. По результатам миссии Mars Express с использованием инфракрасного спектрометра SPICAM было доказано наличие на Марсе на высотах около 100 км пылевых облаков с характерным размером пылевых частиц порядка 100 нм. Эти облака, по-видимому, состоят из частиц сухого льда и образуются в результате конденсации пересыщенного углекислого газа в марсианской мезосфере. 

Ученые из Совместного университета МГУ-ППИ в Шэньчжэне, МФТИ и их иностранные коллеги создали новый вид магнитной керамики и провели его экспериментальное исследование. Обнаруженные ими свойства оказались весьма привлекательными для нужд терагерцовой электроники — в системах связи, медицине, безопасности, для создания новых измерительных приборов, в астрофизике и для элементов компьютерной памяти. Работа опубликована в журнале Materials Horizons. 

Ученые из МФТИ и Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского предложили модель для квантовой теории поля, которая решает проблему вычисления энергии вакуума. Она открывает огромное поле для новых теоретических исследований и может претендовать на решение множество других важных проблем, в том числе связанных с построением истинной квантовой теории гравитации. Работа была опубликована в p-Adic Numbers, Ultrametric Analysis and Applications. 

На протяжении полувека цивилизация жила под знаком одного элемента — кремния. Его способность быть то проводником, то изолятором легла в основу транзистора, а технология фотолитографии позволила «печатать» миллиарды таких транзисторов на плоских пластинах. Мир стал цифровым, быстрым и взаимосвязанным. Но у любой, даже самой успешной технологии, есть предел. И мы вплотную к нему подошли.

Закон Мура, предсказывавший удвоение числа транзисторов на кристалле каждые два года, начинает давать сбои. Но их производительность уже не растет, поскольку сталкиваются, прежде всего, с фундаментальными физическими ограничениями. Уменьшать размеры транзисторов до бесконечности нельзя — мы упираемся в масштаб отдельных атомов.

Именно в этот момент на сцену выходят посткремниевые технологии, и в частности, сенсоры нового поколения. Их главная идея звучит парадоксально: если кремниевая электроника была плоской по необходимости (ведь печатать схемы удобно именно на плоскости), то новая электроника становится плоской по своим внутренним принципам. Она начинает использовать удивительные и уникальные законы физики и химии, которые действуют только на двумерных, атомарно-тонких поверхностях.

Ученые из МФТИ и Университета Сучжоу (Китай) провели исследование нелинейности и квантовых эффектов наночастиц, обернутых в графен, при воздействии на них импульсами высокочастотного лазера большой интенсивности. Работа опубликована в Journal of Applied Physics. Она открывает новые возможности для управления сверхкороткими импульсами для нанофотоники.

Коллектив российских ученых провел теоретическое исследование экситонных поляритонов в квантовых оптических микрорезонаторах. Работа открывает новые возможности для манипулирования квантовыми оптическими средами в оптоэлектронике. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Research. 

Ученые из МФТИ разработали новую метрику, описывающую различие между реальным (зашумленным) и идеальным (чисто теоретическим) квантовыми процессами. Она позволяет достаточно просто определить меру отклонения от идеальности происходящего процесса, а также сделать строгую оценку ошибки в получаемом в конце процесса результате, например в случае квантовых вычислений. Работа опубликована в журнале «Труды МИАН».

Результаты исследования частот колебаний магнитных моментов в антиферромагнетике, проведенного учеными из Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН и МФТИ и опубликованного в Journal of Applied Physics, открывают двери к новым возможностям в области спинтроники и магнитоэлектроники.