Экспериментальная тема

[XUC]

весь мир механическая система

 

[XUC]

 

[nurtay1994]

эфир это миф... (я так считаю)

 

[XUC]

нет
я этой темой занимаюсь 15 лет

 

[XUC]

Квантовая жидкость кристаллизовалась при нагревании​

Эффект обнаружили в дипольном бозе-конденсате

J. Sánchez-Baena et al. / Nature Communications, 2023; N + 1
Европейские физики обнаружили необычный эффект: квантовая жидкость кристаллизовалась в результате нагревания. Они увидели его в дипольном бозе-конденсате, запертом в длинной одномерной оптической ловушке. Формирование упоряденной фазы — сверхтекучего твердого тела — было вызвано влиянием квантовых флуктуаций на поведение вихрей в жидкости. Исследование Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в Nature Communications.
Сверхтекучее твердое тело (supersolid) — это экзотическая фаза вещества, Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в середине прошлого века и достоверно Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся лишь в 2017 году в бозе-конденсате холодных атомов. Ее название может ввести в заблуждение: атомы в оптических ловушках сложно назвать твердыми в механическом смысле. Тем не менее, то или иное воздействие на них способно периодически модулировать атомную плотность, из-за чего вся система приобретает кристаллический порядок. В сочетании с естественной сверхтекучестью — течении без трения — это и создает нужные условия для возникновения сверхтекучести твердого тела.
В проведенных на сегодняшний день экспериментах воздействие на атомы было самым разнообразным. Мы Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся, как для этого в конденсате на короткое время создают стоячую световую волну или резонансно возбуждают атомы, заставляя те интерферировать под влиянием спин-орбитального взаимодействия. В более поздней работе физики под руководством Франчески Ферлаино (Francesca Ferlaino) из Университета Инсбрука также использовали интерференцию, но уже Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся импульсами сжатия.
На этот раз группа Ферлаино объединилась с теоретиками из Орхусского университета под руководством Томаса Поля (Thomas Pohl), чтобы найти еще один физический способ достигнуть сверхтекучести твердого тела. Оказалось, что можно найти условия, при которых вихри в диполярном бозе-конденсате делают жидкое состояние энергетически невыгодным, из-за чего происходит спонтанное нарушение симметрии и образование упорядоченной фазы. При этом переход «жидкость — твердое тело» происходит при нагреве системы, а не при охлаждении, что характерно для веществ, с которыми обычно имеют дело физики.
Причиной такого необычного поведения стали квантовые флуктуации. Их роль возрастает в случае диполярного конденсата Бозе — Эйнштейна. В таком конденсате частицы взаимодействуют дипольно, из-за чего возможно как отталкивание, так и притяжение, конкурирующие с короткодействующим рассеянием атомов друг на друге.
Чтобы исследовать эти процессы, теоретики записали выражение для большого канонического потенциала конденсата, запертого в длинной одномерной оптической ловушке, который они минимизировали по волновой функции. Результат привел к записи уравнения Гросса — Питаевского, расширенного на случай конечных температур. Решение этого уравнения позволило построить фазовую диаграмму в координатах «температура — отношение дипольной и короткодействующей констант». Из нее следовало, что при неизменном взаимодействии между атомами жидкая фаза сменяется твердой при нагреве.
Чтобы проверить теорию, экспериментаторы помещали атомы диспрозия в вытянутую оптическую ловушку в постоянном магнитном поле, которое выстраивало атомы диспрозия. По мере охлаждения газа он конденсировался, а физики измеряли распределение в нем атомной плотности. Они фиксировали образование твердой фазы по модуляции атомной плотности вдоль ловушки. Экспериментальные точки хорошо совпали с предсказаниями теории на фазовой диаграмме.

Фазовая диаграмма, построенная путем решения уравнений Гросса — Питаевского (a) и с помощью эксперимента с диспрозиевым конденсатом (b). На рисунке (c) схематично изображено формирование упорядоченной фазы в одномерном конденсате.
J. Sánchez-Baena et al. / Nature Communications, 2023
Эффект модуляции теория объясняет тем фактом, что квантовые флуктуации в бозе-конденсате препятствуют подавлению ротонных (вихревых) возбуждений. Они, в свою очередь, расталкивают друг друга, формируя упорядоченную структуру. Вместе с тем, группа Ферлаино уже исследовала вихри в дипольном бозе-конденсате, состоящем из атомов диспрозия. Чтобы их увидеть, физики Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся сверхтекучий конденсат магнитным полем.

Источник Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

 

[XUC]

Физики увидели полосы из вихрей в дипольном бозе-конденсате​

Для этого его пришлось хорошенько раскрутить

Lauritz Klaus et al. / Nature Physics, 2022
Европейские физики впервые увидели квантовые вихри в дипольном бозе-конденсате, состоящем из атомов диспрозия. Для этого они раскрутили конденсат вращающимся магнитным полем. Ученые смогли подтвердить предсказанные ранее эффект, заключающийся в том, что вихри в таких конденсатах способны выстраиваться в полосы вдоль магнитного поля. Исследование Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в Nature Physics.
Вихревое поведение жидкостей или газов встречается на самых разных масштабах. Размеры вихрей могут простираться от самых Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся до Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся. Вместе с тем в квантовом мире это явление тоже встречается, хотя и приобретает специфические черты.
Вихри играют особую роль в уникальной реакции сверхтекучих квантовых жидкостей на вращение. Если сверхтекучая среда, описываемая квантовомеханической волновой функцией, приводится во вращение, у нее нет иного выбора, кроме как перестроиться так, чтобы ее пронзил массив вихрей. При этом угловой момент частиц (электронов или атомов), вращающихся вокруг одного или нескольких вихрей, квантуется, то есть имеет дискретные значения.
Такие квантованные вихри впервые были Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в сверхтекучем жидком гелии еще в середине прошлого века. Через полвека их стали активно Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в Бозе — Эйнштейновских конденсатах. Чаще всего такие фазы вещества создаются на базе щелочных атомов: рубидия, натрия, калия — поскольку атомы этой группы Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся охлаждать и контролировать.
В последнее десятилетие, однако, начали появляться исследования, авторы которых Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в конденсат атомы лантаноидов. Если щелочные атомы имеют малый магнитный момент и потому взаимодействуют через короткодействующие и изотропные Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся, для лантаноидов характерно более дальнодействующее и анизотропное магнитное дипольное взаимодействие. Теоретические исследования квантовых вихрей в дипольном бозе-конденсате предсказывают множество необычных эффектов, поэтому силы многих экспериментальных групп направлены на реализацию этого явления.
Впервые это удалось сделать Лаурицу Клаусу (Lauritz Klaus) из Института квантовой оптики и квантовой информатики в Инсбруке и его коллегам из Австрии и Италии. Они сформировали в оптической ловушке конденсат в виде диска из примерно 20 тысяч атомов диспрозия и раскрутили его с помощью магнитного поля. Физикам не только удалось увидеть сами вихри, но и разглядеть, как они выстраиваются в полосы, что ранее Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся теоретики.
Особенность магнитного дипольного взаимодействия в том, что параллельно расположенные магнитики отталкиваются. Вместо этого они стремятся выстроиться в линию: северный полюс к южному. Это выражается в Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся конденсата, то есть в деформации его формы под действием магнитного поля. Чтобы увидеть этот эффект, физики на три миллисекунды выключали ловушку и фотографировали тень конденсата. Еще одну фотографию они делали сбоку по истечении 26 миллисекунд, чтобы сосчитать число атомов.
Выравнивание магнитного поля вдоль оси диска немного деформировало конденсат, но оставляло его радиально-симметричным. Когда же физики наклоняли магнитное поле под углом 35 градусов к оси, конденсат вытягивался вслед за ним. Ученые использовали этот факт, чтобы заставить конденсат вращаться, раскручивая наклоненное поле вокруг оси.

Схема манипуляций над конденсатом. В отсутствии магнитного поля (i) его форма радиально-симметрична. Симметрия сохраняется, когда магнитное поле направлено вдоль оси (ii). Наклон поля (iii) деформирует конденсат, а его достаточно быстрое вращение при постоянном наклоне (iv) вызывает вихри.

При малых угловых скоростях вращения, конденсат сильнее вытягивался, но следовал за полем и вихрей не создавал. Но начиная с некоторого порогового значения скорости, вихри начинали появляться на краю конденсата и постепенно перемещались к его центру. Сама форма атомного облака при этом возвращалась к радиально-симметричной. Чтобы считать вихри на фотографиях, физики применяли к ним гауссово размытие, после чего вычитали результат из оригинального изображения. Локальные минимумы глубже некоторого порога свидетельствовали об образовании вихрей.
Теория предсказывает, что по мере релаксации вихри в конденсате должны выстраиваться в полосатую упорядоченную структуру вдоль силовых линий магнитного поля. К сожалению, время жизни атомов в конденсате было меньше, чем время релаксации. Несмотря на это, физики смогли увидеть образование полос в конденсате. Для этого авторы слегка уменьшили амплитуду магнитного поля, чтобы сократить длину рассеяния в газе, а также зафиксировали его под определенным углом на этапе времяпролетного измерения. Наличие устойчивого полосатого порядка подтвердил Фурье-анализ теней, усредненный по нескольким фотографиями.

Возникновение полос (a) в теории с достаточно долгим ожиданием, (b) в эксперименте и (c) в симуляциях с помощью расширенного уравнения Гросса – Питаевского. Левый столбец – фотография тени, средний – результат вычитания, правый – результат преобразования Фурье. Для проведения последнего физики усредняли изображение тени по нескольким снимкам. Белая стрелка указывает направление поля.
Lauritz Klaus et al. / Nature Physics, 2022

Источник Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

 

[XUC]

 

[XUC]

Для просмотра скрытого содержимого вы должны войти или зарегистрироваться.

 

[XUC]

Эфирная схема работы Атома
Posted on Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся


в первом приближении выглядит так
*** Скрытый текст не может быть процитирован. ***

но сама сегодняшняя новость:

Физики сделали то, что считали невозможным: научились управлять спином ядра отдельного атома​

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

с большой степенью подтверждает тот факт что и сам Атом есть абсолютно механическая система, впрочем как и весь остальной мир - "Абсолютная Механика"

 

[XUC]

еще один свежий эксперимент современных ученых подтверждающий что как ни крути - весь мир абсолютная механическая система

Магниту больше не нужен магнит: физики научили свет переписывать его состояние​

Эксперимент показал, как управлять магнитными битами без отдельного внешнего поля.


Физики научились переключать намагниченность тонкой металлической плёнки лазером без внешнего магнитного поля и без привязки к направлению круговой поляризации света. В эксперименте решающим оказался размер светового пятна: когда луч сжали примерно до 1,36 мкм и меньше, материал начал переходить в одно и то же магнитное состояние независимо от направления вращения электрического поля световой волны.
Исследователи работали с тонкими слоями платины и кобальта. Внутри магнитного материала существуют области, где магнитные моменты атомов ориентированы одинаково. Изменить направление намагниченности означает фактически переписать состояние такой области, поэтому подобные процессы интересны разработчикам спинтроники и магнитной памяти.
При широком лазерном пятне результат зависел от поляризации. Свет нагревал небольшой участок почти до температуры, при которой упорядоченная намагниченность разрушается, после чего магнитные области начинали перестраиваться. Разница в поглощении света с правой и левой круговой поляризацией направляла движение границ между ними, поэтому направление поляризации влияло на итоговое состояние.
Затем физики постепенно уменьшили пятно с 1,92 до 0,96 мкм. По мере фокусировки влияние поляризации слабело, а примерно с 1,36 мкм оба направления круговой поляризации давали одинаковый результат. Сильнее сфокусированный луч концентрировал энергию на меньшей площади, а окружающая холодная часть плёнки помогала закрепить перевёрнутую магнитную область после остывания.

Один световой импульс с задачей не справлялся. Лазер посылал импульсы длительностью 120 фс с частотой 1 кГц, и намагниченность менялась постепенно. Сначала свет нагревал материал и создавал небольшой участок с обратной ориентацией магнитных моментов, затем следующие импульсы помогали этой области вырасти и закрепиться. Авторы отдельно проверили малое число импульсов, поскольку короткое облучение могло ошибочно создать впечатление, будто поляризация больше не влияет на результат.
Эффект сохранился в структурах с несколькими повторяющимися слоями платины и кобальта. При трёх парах слоёв переход от зависимости от поляризации к независимому режиму определял размер пятна. Начиная с четырёх пар, оба направления поляризации давали почти одинаковый результат при всех проверенных условиях. В более толстых образцах устойчивое переключение требовало особенно сильной фокусировки, а после девяти пар внутри материала начинали мешать полосовые магнитные области.
Для памяти результат интересен по простой причине: направление намагниченности можно использовать для хранения бита, а лазер способен менять его без отдельного внешнего магнитного поля. Исследователи фактически перенесли часть управления с самого материала на форму и размер светового луча. Разработчикам потенциальных устройств пришлось бы меньше подстраивать химический состав магнитных слоёв под конкретный способ записи.
До готовой памяти метод пока не дошёл. Опыт требует сверхкоротких лазерных импульсов, многократного облучения и точной фокусировки примерно до длины волны света. Работа показывает физический принцип: если достаточно сильно сжать область нагрева, геометрия светового пятна начинает определять поведение магнита и позволяет управлять намагниченностью без внешнего поля. Магнитные элементы уже удаётся уменьшать до нанометрового масштаба, и похожие подходы рассматривают как один из путей к более плотной магнитной памяти.

Источник Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

Ядерный синтез без адской жары. Физики впервые увидели молекулы, скрывавшиеся десятилетиями​

22:04 / 4 ноября, 202615678


Почему холодный ядерный синтез всё ещё не спас энергетику?

Физики в Японии впервые уловили рентгеновские сигналы необычных молекул, которые помогают атомным ядрам сливаться даже при комнатной температуре. Сверхчувствительные датчики позволили разглядеть состояния молекул, десятилетиями остававшиеся недоступными для прямого наблюдения. Открытие помогает понять, как работает холодный ядерный синтез и почему учёным до сих пор не удалось превратить его в источник дешёвой энергии.
При обычном термоядерном синтезе атомные ядра приходится сближать вопреки электрическому отталкиванию. Для этого физики разогревают топливо до огромных температур, создавая раскалённую плазму. Однако существует другой способ заставить ядра соединиться. Достаточно заменить в атоме одну крошечную частицу.
На помощь приходит мюон, родственник электрона, который тяжелее примерно в 207 раз. Когда отрицательно заряженный мюон занимает место электрона в атоме водорода, размер атома резко уменьшается. Два ядра могут образовать молекулу, внутри которой расстояние между ними примерно в 200 раз меньше обычного. Ядра сближаются настолько, что возрастает вероятность их слияния. Физики называют процесс мюон-катализируемым синтезом.
Самое интересное начинается после ядерной реакции. Мюон обычно освобождается и может присоединиться к следующему атому, помогая запустить очередное слияние. Одна частица способна повторять цикл многократно. Причём для реакции не нужна плазма, нагретая до миллионов градусов. Мюоны позволяют ядрам сближаться при сравнительно низких температурах.

Механизм известен физикам с 1950-х годов, но образование мюонных молекул долго оставалось загадкой. Теоретические расчёты не вполне совпадали с результатами экспериментов, а обычные приборы не позволяли различить сигналы отдельных состояний молекул. Теперь исследователи смогли преодолеть ограничение и впервые напрямую зарегистрировали характерное рентгеновское излучение мюонных молекул.
Для эксперимента учёные направили поток отрицательно заряженных мюонов на замороженный дейтерий, тяжёлый изотоп водорода. Частицы вытесняли электроны из атомов и помогали образовывать молекулы с двумя ядрами дейтерия. Исследователей интересовал короткий промежуточный этап, когда молекула находится в особом возбуждённом состоянии. От поведения молекулы на таком этапе зависит, насколько быстро она сформируется и сможет ли запустить ядерную реакцию.
Уловить слабые сигналы помогли сверхпроводящие датчики, способные измерять энергию рентгеновских квантов с очень высокой точностью. Приборы позволили отделить излучение молекул от излучения отдельных мюонных атомов и различить их колебательные состояния. Сравнив измерения с расчётами, физики определили, какие состояния возникают чаще. Результаты объяснили давние расхождения между теорией и наблюдениями.
Однако до электростанции на холодном синтезе по-прежнему далеко. Главная проблема кроется в самих мюонах. Средняя продолжительность жизни частицы составляет всего 2,2 микросекунды, после чего она распадается. Иногда мюон также остаётся прикреплённым к ядру, образовавшемуся при синтезе, и выбывает из дальнейших реакций. Учёным приходится учитывать обе потери.
Получать мюоны дорого с энергетической точки зрения. Чтобы установка вырабатывала больше энергии, чем потребляет, каждому мюону, по одной из Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся, нужно успевать запускать примерно 300 реакций или больше. Большинство физиков сомневаются, что удастся достичь необходимой эффективности. Однако Синдзи Окада, один из участников японского исследования, пока не исключает возможности улучшить результат.
Даже без положительного энергетического баланса мюонный синтез может пригодиться. Физики рассматривают возможность получать с его помощью медицинские радиоизотопы и перерабатывать радиоактивные отходы. Пока речь идёт о потенциальных применениях, для которых ещё предстоит разработать и проверить практические решения.
Исследования мюонов также открывают доступ к необычному миру атомов, где вместо электронов вокруг ядер движутся гораздо более тяжёлые частицы. Физики научились создавать атомы с каонами и антипротонами. Из-за огромной массы заменяющих частиц размеры атомов резко сокращаются, а электрические поля внутри становятся чрезвычайно сильными. Учёные получают возможность проверять физические законы в условиях, которые трудно воспроизвести другими способами.
В одном из недавних экспериментов исследователи изучили фтор, в атомах которого место электрона занял отрицательно заряженный каон. Напряжённость электрического поля превышала предел Швингера, при котором теория предсказывает необычные квантовые эффекты. Измерения согласовались с расчётами и помогли проверить квантовую электродинамику, описывающую взаимодействие света и заряженных частиц. Самопроизвольное рождение частиц из вакуума учёные при этом не наблюдали.
У холодного синтеза непростая история. В 1989 году химики Мартин Флейшман и Стэнли Понс объявили, что получили неожиданно большое количество тепла в настольной установке с палладиевым электродом. Авторы предположили, что внутри происходит ядерный синтез при комнатной температуре. Открытие обещало перевернуть энергетику, но независимые лаборатории не смогли надёжно повторить результат. Научное сообщество отвергло первоначальные выводы.
Впоследствии Google поддержала новую попытку разобраться в холодном синтезе. Исследователи несколько лет изучали взаимодействие водорода с металлами и искали признаки необычных ядерных реакций. Опубликованные в 2019 году результаты не подтвердили старые заявления, зато помогли лучше понять поведение водорода внутри материалов.
Мюон-катализируемый синтез от истории 1989 года принципиально отличается. Физики давно подтвердили существование реакции и теперь пытаются разобраться в её тонкостях. Новые измерения помогают проследить за рождением молекул, от которых зависит скорость слияния ядер. Даже если холодный синтез не обеспечит человечество дешёвым электричеством, необычные атомы могут открыть дорогу к новым способам исследования вещества, проверки физических теорий и применения ядерных реакций.

Источник: Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

------------------------------------------------------------------------------------
мой краткий комментарий:
дурь и чушь полнейшие
и это меня весьма радует в свете мировых происходящих событий.