Грозовые разряды или молнии - это одни из самых высокоэнергетических естественных явлений, за считанные доли секунды через них разряжаются электрические потенциалы в миллионы Вольт. И в некоторых случаях эти явления могут быть весьма разрушительными, нанося ущерб зданиям, вызывая пожары и даже приводя к смертельным случаям. В течение весьма долгого времени люди защищались от ударов молний традиционными громоотводами, металлическими стержнями, устремленными в небо и установленными на крышах высоких зданий или на специальных опорах.

Традиционные холодильные установки работают, транспортируя тепло из одной области пространства в другую при помощи циркулирующего хладагента, одного из вида фреона, как правило. А использование фазовых переходов хладагента из жидкого состояния в газообразное, и наоборот, делает такой процесс весьма и весьма эффективным. Но в этом деле имеется одна проблема, практически все виды используемых хладагентов содержат фтор и поэтому достаточно токсичны, они наносят значительный ущерб, попадая в окружающую среду во время неизбежных утечек при эксплуатации холодильных установок.

На страницах нашего сайта мы недавно рассказывали о том, что ученые продолжают исследовать явление квантовой запутанности и даже открывать его совершенно новые виды. Напомним, что это явление заключается в невидимой связи двух частиц, действующей на любом расстоянии, и любое изменение квантового состояния одной частицы приводит к синхронному изменению состояния второй частицы. Это явление уже используется достаточно широко в технологиях шифрования, квантовых коммуникаций и вычислений. Но у явления квантовой запутанности имеется одна отрицательная черта - как только один из запутанных объектов взаимодействует с чем-то посторонним, запутанность тут же полностью разрушается.

Физики из Национальной лаборатории в Брукхейвене (Brookhaven National Laboratory, BNL) открыли совершенно новый тип квантовой запутанности, достаточно известного явления, связывающего квантовые частицы. И этот новый вид запутанности уже был использован на практике во время экспериментов на коллайдере для изучения процессов и явлений, происходящих внутри ядер атомов.

Не так давно, группе ученых из Отдела химии Кельнского университета и университета Байройта удалось значительно раздвинуть границы в области исследований материалов при высокой температуре и чрезвычайно высоком давлении. Они провели ряд экспериментов, во время которых на материалы оказывалось давление свыше одного терапаскаля (1000 гигапаскалей). Это уровень давления, существующего в центре некоторых планет типа Урана, и это более чем в три раза выше, чем давление в центре Земли.

Впервые в истории науки ученые-физики из лаборатории LOA (Laboratoire d'Optique Appliquee), Франция, создали так называемое релятивистское плазменное зеркало, область, индуцированную лазерным светом, внутри которой свободные электроны плазмы перемещаются практически со скоростью света. И самым примечательным в данном случае является то, что это плазменное зеркало "обновляется" с достаточно большой скоростью - порядка тысячи раз в секунду.

Насколько быстро перемещаются электроны между атомами в пределах одной молекулы? В большинстве случаев им требуется для этого всего несколько аттосекунд (10^-18 секунды или миллионной от миллиардной доли секунды). Отслеживание таких быстрых процессов является сложнейшей задачей, и недавно группа ученых из Австралии разработала новую интерференционную технологию, способную к обеспечить измерение временных задержек с зептосекундной (10^-21 секунды или триллионная от миллиардной доли секунды) разрешающей способностью.

Известно, что одним из основных экспериментов, проводимых на Большом Адронном Коллайдере, является эксперимент LHCb. Данные этого эксперимента, собранные во время первого и второго периодов работы коллайдера, были использованы более чем в 600 научных трудах, некоторые из которых содержали значимые открытия. Все эти научные труды находятся в открытом доступе, а недавно, руководство Европейской организации ядерных исследований CERN приняла решение о предоставлении свободного доступа к исходным данным через специализированный портал.

Инженеры из Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали новый метод трехмерной печати чистыми металлами или сплавами, позволяющий получить разрешающую способность в 40 микрон, что в некоторых случаях на порядок превосходит возможности других подобных технологий. Процесс, который является чем-то вроде симбиоза химии и 3D-печати, позволит изготавливать детали для крошечных MEMS-устройств (microelectronic mechanical systems), которые широко используются в космической, транспортной технике, биомедицинском оборудовании и во многих других вещах.

Перемещения в масштабе элементарных частиц происходят настолько быстро, что лишь единицы научных инструментов в мире позволяют их видеть, отслеживать и измерять. К таким инструментам можно отнести новое устройство, разработанное учеными из Мичиганского университета. Это устройство, получившее название "атточасы", позволяет делать снимки движения электронов в масштабе единиц аттосекунд, квинтиллионных долей секунды.

В пятницу, 18 ноября 2022 года, в недрах Большого Адронного Коллайдера впервые в рамках периода работы Run 3 были проведены столкновения тяжелых ионов. Ядра атомов свинца, содержащие по 208 нуклонов (протонов и нейтронов), были разогнаны так, что суммарная энергия столкновения составила 5.36 ТэВ, и эти столкновения были использованы для калибровки новых и прошедших процедуру модернизации датчиков, систем обработки данных и других узлов коллайдера. Все это будет использоваться для проведения реальных физических экспериментов и исследований кварково-глюонной плазмы в следующем году и во время следующего периода работы, Run 4.

Спутниковые технологии типа GPS обеспечивают постоянное определение местоположения уже на протяжении нескольких десятилетий. Но у таких систем имеется ряд известных ограничений, особенно сильно проявляющихся в городских условиях. И недавно инженеры и ученые из Нидерландов разработали новую систему позиционирования "SuperGPS", построенную на базе существующих оптических коммуникаций и беспроводных технологий, которая обеспечивает точность определения местоположения, измеряемую сантиметрами.

Высокозаряженные ионы являются достаточно распространенной формой материи в космосе, к примеру, они в больших количествах встречаются в недрах звезд и в поясах материи, окружающих черные дыры. Свое название эти ионы получили из-за того, что они потеряли все или большинство электронов, благодаря чему они являются носителем сильного положительного электрического заряда. Это, в свою очередь, обуславливает то, что оставшиеся электроны, если они присутствуют, имеют более сильную связь с ядром, чем электроны нейтральных атомов или слабозаряженных ионов.

Во многих наших электронных и бытовых устройствах используются узлы и механические детали, изготовленные из редкоземельных элементов. Не исключением являются и более крупногабаритные вещи, турбины ветряных генераторов, двигатели электромобилей, в которых применяются сильные магниты. Несмотря на их название, редкоземельные элементы на самом деле не столь редки, однако их добыча, извлечение и очистка являются сложными процессами, наносящими непоправимый ущерб экологической обстановке.

Ученым-физикам впервые в истории науки удалось создать пятое экзотическое состояние материи, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, состоящее исключительно из квазичастиц, образований, не являющихся элементарными частицами, но демонстрирующими некоторые из их характерных свойств. В течение нескольких десятилетий ученые не знали, возможно ли уплотнение квазичастиц до состояния конденсата Бозе-Эйнштейна, подобно реальным частицам? И результаты нынешних исследований указывают на то, что это вполне возможно, и это может оказать значительное влияние на развитие некоторых технологий, включая квантовые вычисления.