Ученые-физики из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) открыли совершенно новый тип гибридной частицы, квазичастицы, состоящей из электрона и другой квазичастицы - фонона. Эти два компонента соединяются особым образом, что позволяет им вести себя вместе, подобно единой частице, обладающей рядом уникальных свойств. Более того, "клей", соединяющий электрон и фонон, минимум в 10 раз более прочен, чем сила связей в других подобных гибридных частицах, что придает новой частице чрезвычайно высокую прочность и стабильность.

Группа исследователей из китайского Научно-технического университета (USTC) китайской Академии наук добились значительного прогресса в реализации технологии сверхскоростной съемки со сверхвысокой разрешающей способностью, которая позволила им запечатлеть поведение единственного атома, точнее иона, охлажденного до сверхнизкой температуры и заключенного внутри ионной ловушки. Положение атома на снимках определяется с точностью в 10 нанометров, а промежуток времени между отдельно взятыми снимками, кадрами, составляет всего 50 наносекунд.

Согласно данным японской организации National Agriculture and Food Research Organization (NARO) глобальный спрос на продукты питания увеличится на 70 процентов к 2050 году из-за прогнозируемого прироста населения планеты. Однако, уровень глобального производства сельскохозяйственной продукции даже замедлился в последнее время из-за процессов глобального потребления и урона, наносимого вредителями. Считается, что почти 16 процентов потерь в производстве продуктов питания связаны именно с уроном, наносимым вредителями различных типов.

Все, происходящее на просторах Вселенной, подчиняется двум несовместимым на первый взгляд наборам законов физики - существует классическая физика, действующая в масштабе окружающего нас мира, и существует жуткая квантовая механика, проявляющаяся на уровне атомов и субатомных частиц. И недавно, ученым из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) удалось создать своего рода "квантовые торнадо", структуры, постоянно совершающие переходы из мира классической физики в мир кантовой механики и наоборот.

Ученые-физики из Европейской организации ядерных исследований CERN провели ряд исследований и определили, что антиматерия взаимодействует с гравитацией, подобно обычной материи, и падает в "правильном" направлении, т.е. вниз. Несомненно, что это походит на вполне очевидную вещь, тем не менее, ученые в течение достаточно долгого времени не могли ни подтвердить, ни опровергнуть этот факт, и лишь последний эксперимент позволил им дать более-менее точный ответ, но и то с некоторыми допущениями.

Международная группа исследователей из Мичиганского университета, Вашингтонского университета, Пекинского университета, Китай, и других научных учреждений добилась успеха в создании рекордно легкой версии, изотопа, одного из химических элементов - магния. Этот изотоп крайне нестабилен, он распадается прежде, чем ученые успевают произвести какие-либо измерения с его участием. Тем не менее, все это помогает ученым лучше понять, как возникли различные атомы, из которых состоит все в окружающем нас мире, какие силы и процессы были в этом задействованы.

Из школьного курса химии и физики нам известно, что все ядра атомов, за исключением водорода, состоят из протонов и нейтронов. Тем не менее, современные теории не исключают возможности существования частиц, состоящих из двух, трех и четырех нейтронов, поиски которых уже ведутся на протяжении более 50 лет с переменным успехом. И недавно, группа исследователей их Технического университета Мюнхена (Technical University of Munich, TUM) при помощи старого списанного ускорителя Van de Graaff получила данные, с большим процентом вероятности указывающие на возможность существования частицы, состоящей из четырех связанных друг с другом нейтронов, так называемого тетра-нейтрона.

Исследователи из японского Института физико-химических исследований RIKEN предсказали возможность существования семейства экзотических элементарных частиц, состоящих из шести субатомных частиц, называемых кварками. Пока это предсказание имеет лишь теоретическую основу, тем не менее, оно уже сейчас позволяет углубить наше понимание процессов объединения кварков, формирования ядер атомов и т.п.

Не так давно группа ученых из университета Осаки, Япония, успешно продемонстрировала, что задача создания сильнейших магнитных полей, напряженность которых измеряется миллионами Тесла, вполне реализуема в лабораторных условиях на нынешнем уровне развития технологий. Магнитные поля уровня мегаТесла (МТ) в 1-10 миллиардов раз сильней, чем силы земного магнетизма. Ранее считалось, что магнитные поля такого уровня могут наблюдаться только в непосредственной близости от таких космических объектов, как нейтронные звезды и черные дыры, и их невозможно получить на Земле никаким искусственным способом. Но результаты работы японских исследователей, которые провели сложное математическое моделирование взаимодействия материи и лазерного света, показали возможность проведения амбициозного эксперимента, подготовка к которому уже начата в настоящее время.

Модернизация Большого Адронного Коллайдера под названием High-Luminosity upgrade (HL-LHC) кардинально увеличит количество и темп столкновений протонов в области датчиков эксперимента ATLAS, что даст возможность ученым-физикам исследовать некоторые из самых редких и экзотических явлений и процессов во Вселенной. Однако, такое увеличение мощности коллайдера подразумевает такое повышение уровня радиации и увеличение количества данных с которыми старые датчики эксперимента попросту не смогут справиться. Для решения этой проблемы прямо сейчас на коллайдере ведется сборка и монтаж новой системы датчиков, получившей название Muon New Small Wheel (NSW), которая является результатом десятилетия проектно-конструкторских работ.

Новое экзотическое состояние материи, возможность существования которого была обоснована теоретически более 50 лет назад, впервые в истории было получено в лабораторных условиях. Созданный исследователями из Гарвардского университета, этот материал называется квантовой спин-жидкостью, а его дальнейшее изучение и использование позволит создать ряд новых технологий, способных оказать большое влияние на дальнейшее развитие квантовых вычислений и коммуникаций.

Различные виды электромагнитов играют одну из самых ключевых ролей в области современной физики. Создаваемые ими магнитные поля удерживают плазму в камерах экспериментальных термоядерных реакторов, при их помощи разгоняются и направляются потоки частиц в туннелях ускорителей и т.п. Но не все существующие электромагниты обладают одинаковыми характеристиками, и недавно исследователи и инженеры из Национальной лаборатории имени Ферми разработали новый сверхпроводящий электромагнит, превосходящий по характеристикам все, что было создано ранее в этом направлении.

Ученые из японского Института физико-химических исследований RIKEN продемонстрировали разработанную ими технологию, позволяющую управлять движением и поведением единичных скирмионов - крошечных магнитных вихрей, которые могут быть использованы в качестве носителей информации в вычислительных устройствах и устройствах хранения данных следующих поколений. Но самым выдающимся в этом достижении является то, что все манипуляции со скирмионами могут проводиться при помощи слабых импульсов тока и при комнатной температуре.

Ученые из Европейской организации ядерных исследований CERN провели измерения времени "жизни" бозона Хиггса с самой большой точностью на сегодняшний день. Так как эта загадочная элементарная частица существует лишь в течение очень короткого времени, ученым пришлось придумать и использовать совершенно новый метод для вычисления этого времени.

Исследователи из Принстонского и Вашингтонского университетов разработали крошечную камеру, размер которой сопоставим с размером крупицы соли, но которая, тем не менее, способна снимать полноцветные изображения с достаточно высокой разрешающей способностью. Ключевым компонентом новой камеры является метаповерхность, которая захватывает свет, преобразовывает, преломляет и фокусирует его на поверхности светочувствительного датчика.