Международный коллектив исследователей из Университета Вестлейк (Китай), СПбГУ и МФТИ разработал уникальный «умный» материал. Полимерный фотонный кристалл с эффектом памяти формы может «стирать» свой яркий структурный цвет при контакте с водой и мгновенно восстанавливать его под действием спирта, ацетона или простого прикосновения.
Группа исследователей из МФТИ, Санкт-Петербургского и Владимирского государственного университетов разработала и теоретически обосновала новую платформу для контроля над гибридными частицами света и материи — экситон-поляритонами. Объединив свойства жидких кристаллов, полупроводниковых перовскитов и мощного вычислительного метода топологической оптимизации, ученые показали, как можно создавать сложные световые поля с заранее заданной структурой, включая полноценные полутоновые изображения и области с различной поляризацией света. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A.
Спрос на инженеров на рынке труда стремительно растет: сегодня инженеры нужны не только в промышленности, но и в креативных индустриях, ритейле, дизайне и даже медицине. По данным исследователей Высшей школы экономики, потребность российских компаний в высококвалифицированных инженерах за последнее десятилетие выросла втрое. Но в отличие от ИТ-специалистов, конкуренция за которых уже прошла пик, рынок квалифицированных инженеров далек от насыщения.
Вчера в коридоре СколТеха услышал фразу: "Пористость материала невозможно нормально померить". Сказал это не студент-первокурсник, а исследователь с опытом. И в голосе была досада.
Задача действительно звучит абсурдно: измерить размер того, чего нет. Посчитать пустоту. Определить архитектуру дыр в материале с точностью до нанометра.
Но вот парадокс: это не только возможно, но и делается ежедневно в тысячах лабораторий. Методу 85 лет. Он закреплён в ISO 9277. И если работаешь с катализаторами, фильтрами или батареями — без этого никуда.
История о том, как заставить пустоту рассказать о себе.
Физики из МФТИ и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА) предложили и теоретически обосновали новый способ создания макроскопических квантовых состояний света, известных как «коты Шрёдингера». Механизм, основанный на рассеянии лазерного излучения на свободных электронах, открывает путь к созданию таких состояний в условиях, где другие, более известные методы, не работают. Это достижение не только расширяет фундаментальное понимание взаимодействия света и материи, но и предоставляет новый инструмент для развития квантовых технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A. Работа была поддержана грантом Российского научного фонда 24-12-00055.
Роботы сегодня умеют делать сальто и водить такси, но они беспомощны перед куском гранита. Чтобы колонизировать космос, нам нужен не курьер, а Алхимик.В этом лонгриде мы проведем мысленный эксперимент: попробуем собрать реальный зонд фон Неймана (репликатор) из технологий, которые уже существуют (LIBS, CVD, SPM). Мы разберем анатомию гипотетического робота G.R.O.V.E.R. и докажем, что главная преграда к бесконечному изобилию — это не законы физики, а отсутствие правильного софта.
Коллектив российских физиков из МФТИ, Института теоретической и прикладной электродинамики РАН и ВНИИА им. Н.Л. Духова теоретически доказал и смоделировал удивительное явление: временное охлаждение самого холодного объекта в сложной квантовой системе без использования внешнего холодильника, за счет передачи его тепла более горячим объектам. Этот парадоксальный процесс не нарушает второе начало термодинамики, но бросает вызов нашему интуитивному пониманию тепловых потоков. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review A.
Углеродные нанотрубки (УНТ) используются в устройствах, требующих высокой прочности, хорошей электропроводности, долговечности, легкого веса и высокой теплопроводности по сравнению с другими традиционными материалами. Растущий спрос на интегральные схемы, литиевые батареи, топливные элементы, солнечные фотоэлементы, устройства для хранения водорода и дисплеи с полевым излучением (field emission displays) определяют спрос на УНТ последние годы. О них мы сегодня и расскажем.
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.
Когда Илон Маск представил проект Neuralink, по вживлению чипов в мозг, то суть презентации была даже не в самом чипе. Нюанс в том, что мало сделать просто «классный» чип, важно облегчить саму процедуру имплантации, чтобы она была чем-то вроде визита к стоматологу. Ученые из MIT пошли еще дальше, разработав нейрочипы, которые доставляются в мозг внутри кровотока, а попадают в организм через инъекцию. Приоритетная цель – лечение психических заболеваний. Но, кто знает.
Фуллерены относятся к самоорганизующимся структурам и являются аллотропной модификацией углерода. Это замкнутые сферические или сфероидальные молекулы, состоящие из пяти- и шестиугольников. Были обнаружены фуллерены, содержащие от 28 до 100 атомов углерода, но наиболее стабильны молекулы С60 и С70. В молекуле фуллерена атомы углерода расположены в вершинах пяти- и шестиугольников, образующих поверхность сфероида. О них сегодня мы и расскажем.
Международный коллектив ученых из Греции (FORTH, Университет Крита), Китая (Университет Вестлейк, Университет Тунцзи), Великобритании (Университет Сент‑Эндрюс) и России (МФТИ, Санкт‑Петербургский государственный университет) впервые продемонстрировал создание и управление экзотическими топологическими состояниями света при комнатной температуре, используя уникальные свойства самособирающихся кристаллов перовскита. Заперев свет в микроскопической ловушке вместе с этими кристаллами, исследователи смогли создать «синтетические» магнитные поля для фотонов, что привело к появлению необычных и надежно защищенных световых состояний. Статья об открытии опубликована в журнале Light: Science & Applications.
Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) и Всероссийского научно-исследовательского института автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА), Евгений Андрианов и Олег Толстихин, разработали теорию, которая показывает, как казалось бы пассивное облако свободных электронов, рожденных при ионизации газа мощным лазером, способно кардинально изменять саму квантовую природу этого лазерного света. Их работа, опубликованная в журнале Physical Review A и отдельно особо отмеченная редакцией (Editors’ Suggestion), предсказывает формирование так называемых неклассических и негауссовых состояний света, включая состояния с кольцеобразной функцией Вигнера, что открывает новые пути к созданию и управлению светом для будущих квантовых технологий.
Ученый из МФТИ и его коллеги из Египта провели фундаментальное аналитическое исследование, направленное на изучение эволюции микрокавитационных пузырьков в тройных гибридных наножидкостях, находящихся вблизи упругих твердых тел. Примером такой жидкости является человеческая кровь. Работа опубликована в Results in Engineering.
Ученые из МФТИ, Всероссийского НИИ автоматики им. Н.Л. Духова (ВНИИА) и Института теоретической и прикладной электродинамики РАН (ИТПЭ РАН) разработали теоретическую модель, демонстрирующую неожиданную роль теплового шума в поведении сложных квантовых систем. Их исследование, опубликованное в журнале Physical Review A, показывает, что шум, обычно ухудшающий свойства системы, способен вызывать спонтанные переходы между состояниями с различной симметрией в специально спроектированной оптомеханической системе. Это открытие не только меняет взгляд на роль тепловых шумов в физике, но и демонстрирует новые возможности в изучении кинетики фазовых переходов, связанных с нарушением так называемой PT-симметрии.
Вероятно, вам много раз доводилось читать, что такое кубиты, какие частицы могут применяться в качестве кубитов, и как их использовать. Кубиты – это информационные единицы, аналоги битов, используемые в квантовых компьютерах. Важнейшее свойство кубита — это возможность находиться в суперпозиции вплоть до того момента, как с кубитом провзаимодействуют (будет совершена вычислительная операция). В таком случае, какова материальная основа кубитов, что может служить носителем такой квантовой суперпозиции и, следовательно, информации? В современных квантовых компьютерах в качестве кубитов используются фотоны, электроны, ионы, квантовые точки и нейтральные атомы. Возможно, нейтральные атомы — одна из наиболее перспективных опций, и об этом на Хабре уже писал уважаемый @FirstJohn в статье «Лучшими кубитами для квантовых вычислений могут быть нейтральные атомы», переведённой для блога компании FirstVDS. Но в этой статье мы пойдём ещё глубже и поговорим о широком спектре материальных носителей, которые могут служить для операций с кубитами.
Огранённый, с правильными формами, чистый, прозрачный, а может даже магический? Какие еще ассоциации появляются у вас, когда вы слышите слово «кристалл»?
На самом деле тема «Что такое кристалл?» – достаточно долгая и когда-нибудь я посвящу ей отдельную статью. Но давайте чуть-чуть поговорим об этом, обсудим почему важны кристаллы, а также рассмотрим заявленную в заголовке тему получения их сверхчистыми.
Ученые из МФТИ и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» разработали теорию, позволяющую с беспрецедентной точностью описывать поведение сложных многоатомных молекул в сверхсильных электрических полях. Их работа, опубликованная в журнале Physical Review A, дает возможность создания новых методов для изучения структуры молекул, включая биомолекулы, и даже для различения их «зеркальных» форм, что критически важно для фармацевтики.
Российские исследователи из МФТИ, МИСИС и Российского квантового центра предложили новое семейство кодов квантовой коррекции ошибок, отличающихся низкими ресурсными затратами и специально адаптированных для кольцевой архитектуры квантовых процессоров, в частности, на основе сверхпроводниковых кубитов. Кроме того, они разработали и продемонстрировали эффективность инновационного декодера на основе нейронных сетей для исправления ошибок в этих кодах. Работа опубликована в журнале Physical Review A.
Представьте, что курьерские доставки добрались до клеточного уровня.
Мы живём в мире, где еду привозят за полчаса, а покупки на следующий день. А что если доставлять лекарства прямо внутри организма, отправляя их точно по адресу, скажем, в труднодоступный уголок человеческого тела? Звучит необычно и на первый взгляд кажется нереальным. Но недавнее научное исследование показывает, что это не такая уж и фантастика. Учёные научились превращать обычные сперматозоиды в миниатюрных биороботов, которыми можно управлять снаружи с помощью магнитного поля и даже видеть их на рентгене. Такой вот управляемый биоробот.
Статья подготовлена на основе научной публикации.
