Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В России появился третий 70-кубитовый квантовый компьютер — теперь от МГУ
23.12.2025 [22:30],
Геннадий Детинич
Сообщается, что учёные физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, участвующие в Квантовом проекте, повысили размерность прототипа квантового вычислителя на одиночных нейтральных атомах рубидия до 72 кубитов. Масштабирование платформы с 50 кубитов до 72 заняло чуть больше года. К 2030 году разработчики обещают увеличить разрядность до 100 или даже 300 кубитов, планируя достичь квантового превосходства в начале 30-х годов. 
Источник изображения: МГУ Квантовый регистр с новым показателем был реализован научной группой Центра квантовых технологий физического факультета Московского университета в ходе контрольного эксперимента, проведенного в рамках российской дорожной карты по квантовым вычислениям, которой руководит Госкорпорация «Росатом». Точность двухкубитной операции была продемонстрирована на уровне 94 %. Станислав Страупе, руководитель сектора квантовых вычислений Центра квантовых технологий физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова сказал: «В ходе эксперимента наша научная группа применила новую архитектуру квантового компьютера, особенностью которой является разделение вычислительного регистра на зону памяти для долгосрочного хранения информации, зону взаимодействия, в которой происходят операции, и зону считывания, где осуществляется измерение. В нынешнем контрольном эксперименте были задействованы первые две зоны, третью мы будем развивать на следующем этапе». «Если к 2030 году будет достигнут масштаб вычислителя в несколько сотен "хороших" кубитов с высокой достоверностью операций, это сделает возможным реализацию логических операций с коррекцией ошибок и запуск уникальных алгоритмов. Это будет граница задач, которые для классического компьютера уже невыполнимы. Иначе говоря, речь будет идти о квантовом превосходстве». Представленная МГУ платформа — это так называемый оптический стол. В основном это лазерная система, которая используется для охлаждения и управления состояниями атомов. Конкретная реализация опирается на одиночные нейтральные атомы рубидия, которые захватываются оптическими пинцетами (сфокусированными лазерными лучами). Благодаря использованию оптических пинцетов удалось относительно простыми средствами расширить систему до 72 кубитов и продолжить масштабирование в дальнейшем. Квантовый вычислитель Московского университета вошел в тройку лидеров российских квантовых компьютеров, достигших рубежа в 70 кубитов. Ранее в рамках контрольных экспериментов научными группами Квантового проекта были продемонстрированы 70-кубитный процессор на ионах иттербия и 72-кубитный вычислитель на ионах кальция. Учёные создали камеру для наблюдения за электронами в их естественной среде обитания
18.12.2025 [21:28],
Геннадий Детинич
Учёные из Института фотонных наук (ICFO, Испания) установили новый мировой рекорд, создав самый короткий и яркий импульс мягкого рентгеновского излучения длительностью всего 19,2 аттосекунды (1 ас равна 10⁻¹⁸ с). Этот импульс короче условной «атомной единицы времени» — времени одного оборота электрона вокруг ядра в атоме водорода. Сверхбыстрые импульсы позволят наблюдать за динамикой поведения электронов, что раньше было невозможно. 
Источник изображения: ICFO Электрон совершает полный оборот вокруг ядра в атоме водорода за 24 ас. Разрешение импульса позволяет «поймать» его в динамике до завершения полного оборота, а также даёт возможность проследить за миграцией электронов в атомах и молекулах во время широкого спектра химических реакций и физических процессов. На практике никаких электронов мы не увидим. Все данные о них — это усреднённые значения и статистические показатели. Тем не менее даже такая информация позволяет оценить поведение электронов в тех или иных материалах и условиях, а один раз увидеть всегда лучше, чем сто раз смоделировать. Искомый импульс получен с помощью генерации высших гармоник (high-harmonic generation). Ключевые прорывы включают развитие лазерных технологий, аттосекундную метрологию и новый метод реконструкции импульса. Это помогло преодолеть предыдущие ограничения и привело к достижению рекорда. Сверхкороткий импульс действует как «самая быстрая камера в мире», позволяя «замораживать» и изучать процессы — от перестройки электронов вокруг атомов до взаимодействия электронов с кристаллической решёткой. Открытие открывает путь к прорывам в физике, химии, биологии и квантовых технологиях, включая улучшение солнечных ячеек, катализаторов и материалов. В 2023 году Нобелевскую премию по физике присудили за открытия в сфере аттосекундных импульсов. За прошедшие годы учёные развили это направление и уже готовы подглядывать не только за атомами, но даже за электронами в их естественной среде обитания. Учёные создали 3D-принтер для печати изо льда без холода — только вода, вакуум и чистая физика
18.12.2025 [16:24],
Геннадий Детинич
Физики из Университета Амстердама (University of Amsterdam) разработали фантастически простой метод 3D-печати моделей из чистого льда без использования холодильного оборудования, криогеники или охлаждаемых подложек. Работает только физика естественного охлаждения воды при испарении в вакууме. Доказательством концепции стала печать ледяной модели ёлки высотой 8 см, что объединило в себе магию науки и Рождества. 
Источник изображения: University of Amsterdam Процесс печати происходит в вакуумной камере и основан на принципе испарительного охлаждения, что делает его простым и незатратным. Исследование представлено в препринте на сайте arXiv и в блоге Nature. Забавно, но это открытие произошло случайно: учёные экспериментировали с распылением воды в вакууме, чтобы уменьшить сопротивление воздуха, и столкнулись с мгновенной кристаллизацией воды при контакте даже с тёплой подложкой. В устройстве тонкая струя воды подаётся через сопло. В условиях низкого давления молекулы на поверхности подложки и модели быстро испаряются, унося тепло. Благодаря высокому соотношению площади поверхности воды к её объёму при контакте с поверхностью струя за доли секунды охлаждается на десятки градусов. Тем самым при касании подложки или предыдущего слоя модели вода мгновенно замерзает, позволяя послойно формировать сложные структуры без разбрызгивания и наплывов. Печать модели рождественской ёлки стала наглядным примером возможностей технологии: модель печатается слой за слоем в процессе запрограммированного движения сопла, а при выключении насоса и отсутствии вакуума полностью тает, не оставляя отходов, кроме лужицы чистой воды. В биологии ледяные модели могут служить каркасами для выращивания органов, а в инженерных приложениях — использоваться для создания моделей с микроканалами для протекания жидкостей. Даже в космосе найдётся место этой технологии, например при печати сооружений на Марсе из местной воды, для чего не потребуется громоздкое криогенное оборудование — там уже имеется разреженная атмосфера и низкое давление. Большой адронный коллайдер наработал миллион терабайт данных — и скоро выдаст ещё больше
18.12.2025 [11:23],
Геннадий Детинич
Европейская организация по ядерным исследованиям (CERN) объявила о значительном достижении: после более чем 15 лет работы Большого адронного коллайдера (LHC) накоплен и сохранён один эксабайт (1 млн терабайт) экспериментальных данных. Этот объём эквивалентен примерно 50 тысячам лет непрерывного просмотра фильмов в формате DVD. Сохранность данных важна для последующего анализа, который сулит развитие в фундаментальной физике. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4.1/3DNews Как нетрудно догадаться, Большой адронный коллайдер генерирует данные в огромных объёмах: каждую секунду происходят миллиарды столкновений протонов, создающих ливни частиц, которые фиксируют детекторы. Однако для хранения система триггеров отбирает лишь крошечную часть событий, чтобы сосредоточиться на наиболее интересных из них. Основная часть этих данных архивируется на магнитных лентах — экономичных, надёжных и стабильных носителях, последовательно развивающихся с 1980-х годов. Сейчас один эксабайт занимает около 60 тысяч картриджей LTO. По словам Якуба Мостицкого (Jakub Mościcki), руководителя группы хранения данных CERN, достигнутый эксабайт — это лишь 10 % от того, что предстоит хранить и обрабатывать в следующие 10 лет. Повышение светимости БАК в середине 2030-х годов увеличит объём данных в 10 раз, создавая для ЦОД организации серьёзные вызовы. Остаётся надеяться, что прогресс в увеличении плотности записи рванёт вперёд и все данные уместятся на небольшом количестве накопителей будущего, как это произошло с данными предшественника БАК: раньше они казались огромными, а сегодня помещаются на десяток картриджей. Все данные, полученные при столкновениях протонов, служат для проверки Стандартной модели физики частиц, а также для поиска новой физики за её пределами. По мере развития алгоритмов и методов анализа архивы БАК будут многократно использоваться учёными для новых исследований, поэтому их сохранение — не менее важная задача, чем проведение самих экспериментов. Впервые учёные наблюдали настоящую алхимию — солнечный нейтрино превратил изотоп углерода в азот
13.12.2025 [21:40],
Геннадий Детинич
Канадские учёные впервые наблюдали редчайшее явление — то, как солнечное нейтрино превратило редкий изотоп углерода в короткоживущий изотоп азота, на практике реализовав одну из самых низкоэнергетических реакций из возможных в природе. Это настоящая научная алхимия — когда поистине неуловимая частица производит реконструкцию атомного ядра, выполняя работу тестового пучка природного ускорителя частиц — Солнца. 
Источник изображений: SNO+ Эксперимент провели учёные из коллаборации SNO+. Детектор нейтрино расположен в подземной лаборатории SNOLAB в Канаде на глубине 2 км. Толща земли над детектором отсеивает большинство других элементарных частиц, пропуская к датчику преимущественно нейтрино, для которых прозрачна не только наша планета, но даже стена из свинца толщиной в один световой год (в такой стене вероятность столкновения нейтрино с атомом свинца равна 50 %). Для учёных было важно наблюдать солнечные нейтрино. Это довольно просто, поскольку они не такие энергичные, как атмосферные или космические нейтрино, рождённые при взрывах сверхновых и в других невероятно мощных явлениях во Вселенной. Детектор нейтрино SNOLAB — это заполненная жидким сцинтиллятором шарообразная ёмкость вместимостью примерно 800 т линейного алкилбензола. В растворе естественным образом присутствует изотоп углерод-13 (13C) — его там примерно 1,1 %. Можно только удивляться, с какой вероятностью слабо взаимодействующая частица влетит именно в атом 13C. И всё же учёные зарегистрировали несколько таких событий.  При взаимодействии с ядром 13C, состоящим из шести положительно заряженных протонов и семи нейтральных нейтронов, нейтрино выбивает из одного нейтрона электрон, превращая его в протон. Фотодатчики фиксируют это событие по слабому свечению сцинтиллятора. Такая трансмутация превращает ядро в атом изотопа азота-13 (13N) с семью протонами и шестью нейтронами. Изотоп 13N нестабилен и распадается примерно через 10 минут, испуская позитрон, что также вызывает свечение сцинтиллятора и регистрацию события. Две характерные вспышки в определённом временном интервале — это трансмутация 13C в 13N и ничто иное. За 231 день наблюдений (с мая 2022 по июнь 2023 года) было зарегистрировано 60 событий-кандидатов. Статистический анализ показал 5,6 события, вызванных именно нейтрино, что близко к теоретически ожидаемым 4,7 случаям. Это самое низкоэнергетическое прямое измерение сечения такой реакции. Открытие подтверждает теоретические предсказания о слабых взаимодействиях нейтрино на низких энергиях и позволяет использовать солнечные нейтрино как естественный «пучок» для изучения редких ядерных процессов, продвигая фундаментальную физику ещё немного вперёд. Физики 200 лет распространяли чушь о причинах скольжения на льду — теперь-то всё стало ясно
21.11.2025 [15:29],
Геннадий Детинич
В течение почти 200 лет преобладающим объяснением скольжения на льду было то, что трение или давление от коньков, ботинок или шин расплавляло его тончайший верхний слой, создавая на поверхности смазку в виде микроскопической плёнки. Новое исследование, проведенное в Саарландском университете (Германия), отбросило эту давнюю идею. Лёд скользкий вовсе по другой причине и это открытие будет иметь последствия. 
Источник изображения: AG Müser Настоящая причина скольжения на льду заключается в электрических полях, генерируемых молекулярными диполями в зоне контакта со льдом. Когда что-то соприкасается со льдом, частичные заряды его собственных молекул взаимодействуют с высокоупорядоченным расположением диполей молекул воды в кристалле льда. Это электростатическое взаимодействие как бы разрыхляет самый верхний слой кристаллической решётки льда, превращая его в тонкую и неупорядоченную квазижидкую (аморфную) плёнку. Ранее эффект «разжижения» физики объясняли нагреванием от давления на лёд или от трения. Что также оказалось важным — этот механизм «самосмазывания» работает даже при температурах, приближающихся к абсолютному нулю, когда тепловая энергия практически отсутствует и традиционные теории плавления льда под давлением или нагревом от трения в принципе не могут служить объяснением феномена смачивания контактных поверхностей. В таких экстремальных условиях лёд остаётся скользким просто потому, что молекулы на его поверхности уязвимы к воздействию со стороны статического электричества от контактной поверхности. Сделанное открытие в корне меняет наше понимание одного из самых привычных явлений природы. Помимо разрешения многовековых споров на тему скольжения на льду, открытие имеет практическую ценность. Оно позволит создавать более качественные зимние шины и в принципе нескользящие покрытия, которые действительно будут работать на льду по всем законам физики, а также поможет разработать превосходно скользящие изделия — коньки, лыжи и материалы для работы в криогенных средах. Люди полетят как птицы: навигацию без GPS по магнитному полю Земли поможет освоить квантовый компас
20.11.2025 [14:51],
Геннадий Детинич
В условиях подавления сигнала GPS навигация невозможна. На этот случай есть инерциальные системы определения координат, но их точность далека от желаемой. Подсказку для лучшего решения можно найти у природы — это миграция рыб, птиц и насекомых, которым в этом помогает естественное магнитное поле планеты. Трудностей на этом пути немало, но современные технологии обеспечивают создание практичных решений. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4.1/3DNews В частности, ряд компаний создают так называемые «квантовые компасы», которые в своей основе используют законы квантовой механики, что делает их невероятно точными. Одной из таких компаний, на которую обратили внимание заказчики, стала австралийская Q-CTRL, уже отметившаяся сотрудничеством с мировыми лидерами в сфере квантовых компьютеров. Принцип работы квантового компаса Q-CTRL и других подобных платформ основан на высокоточных атомных магнитометрах. Миниатюрную стеклянную ячейку заполняют атомами рубидия. Лазер накачки или опорный выстраивает атомы в линию, а зондирующий лазер считывает отклонения атомов — их реакцию на линии магнитного поля Земли в конкретной точке пространства. Точнее атома детектор не придумать, но вся сложность заключается в снижении помех, влияющих на данные измерения. Система компаса отфильтровывает данные измерений с учётом множества факторов, включая создаваемые транспортной платформой. После этого происходит сравнение измеренных состояний с реальными и загруженными в память картами магнитного поля планеты. Компания Q-CTRL уже провела более 140 часов лётных и морских испытаний своей квантовой навигационной платформы, показав погрешность около 190 м после 130 км полёта — это в десятки раз точнее работы традиционных инерциальных систем. По некоторым данным, готовятся или уже проведены испытания платформы Q-CTRL в космосе на многоразовом военном американском космоплане X-37B. Компания активно сотрудничает с Пентагоном и другими военными подрядчиками. Впрочем, даже такую систему навигации можно заглушить, для чего достаточно подорвать ядерный боеприпас, но это будет уже совсем другая история. ЦЕРН разогнал производство антивещества в восемь раз: «10 лет назад это сочли бы научной фантастикой»
19.11.2025 [15:09],
Геннадий Детинич
В эксперименте ALPHA на «Фабрике антиматерии» в ЦЕРН (CERN) совершён значительный прорыв в производстве антиматерии, сообщает пресс-релиз этого научного центра в Швейцарии. Учёные разработали и применили новую технологию охлаждения позитронов — антагонистов электронов с положительным зарядом, что позволило увеличить скорость создания атомов антиводорода в восемь раз. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4.1/3DNews После введения новшества за несколько часов удается производить более 15 000 атомов антиводорода, а в ходе экспериментальных кампаний 2023–2024 годов было накоплено свыше 2 млн таких атомов. Ранее для получения всего 16 000 атомов требовалось до 10 недель. Как отметил представитель эксперимента Джеффри Хангст (Jeffrey Hangst), «эти цифры ещё десять лет назад казались научной фантастикой». Суть прорыва заключается в методе симпатического охлаждения позитронов с помощью облака охлаждённых ионов бериллия. Ионы бериллия охлаждаются с использованием лазера до сверхнизких температур (около –266 °C), после чего вводятся в облако «разгорячённых» позитронов. За счёт передачи энергии ионам бериллия позитроны охлаждаются и в таком виде лучше присоединяются к антипротонам, что кратно увеличило выход антиводорода: антипротона с одним позитроном. «Благодаря [получаемому] большему количеству атомов антиводорода, которые теперь более доступны, мы можем исследовать атомарное антивещество более подробно и более быстрыми темпами, чем раньше», — поясняют исследователи в коллаборации ALPHA. Теперь всего за одну ночь получается создать достаточно антиматерии, чтобы уже на следующий день изучить её свойства. Это снижает систематические ошибки при изучении антиматерии и открывает возможности для более глубокого анализа спектров антивещества. Это крайне важно для науки. Наблюдаемая во Вселенной асимметрия в количестве вещества и антивещества заставляет подозревать, что мы многое не понимаем о её строении и эволюции. Чем больше будет антиматерии для экспериментов, тем выше вероятность обнаружить корни нарушения симметрии, что не даёт переоценить сделанные учёными усовершенствования установки ALPHA, «штампующей» с недавних пор антивещество в умноженном объёме. Не для гуманитариев: Nvidia представила открытые ИИ-модели для цифровизации физики, механики, электроники и метеорологии
18.11.2025 [14:01],
Геннадий Детинич
Компания Nvidia представила семейство открытых ИИ-моделей для перевода в цифру широкого спектра физических процессов. Семейство получило имя Apollo («Аполлон»), что отсылает к одноимённой миссии NASA по высадке американцев на Луну. По мнению Nvidia, пакет Apollo станет огромным скачком для человечества по созданию реалистичных цифровых двойников, что ускорит открытия во всех сферах практической деятельности человека. 
Источник изображения: Nvidia Сегодня программное обеспечение для симуляции физических процессов во всём их многообразии, во-первых, закрытое, во-вторых, обычно не способно решать задачи в реальном масштабе времени, занимая компьютеры расчётами неделями и даже месяцами. Чтобы ускорить работу инженерной мысли Nvidia обучила специализированные ИИ-модели возможности обрабатывать данные с учётом всех законов физики в отдельных сферах знаний. Каждая из таких моделей семейства «Аполлон» может быть встроена в профессиональные программные пакеты, но при этом они остаются открытыми и будут совершенствоваться сообществами. Утверждается, что преимущества ИИ-моделей компании уже оценили Applied Materials, Cadence, LAM Research, Luminary Cloud, KLA, PhysicsX, Rescale, Siemens и Synopsys, которые использовали эти открытые модели для моделирования и ускорения процессов проектирования в автомобильной, аэрокосмической и других отраслях. В общем случае открытые ИИ-модели семейства Apollo помогут с автоматизацией в сфере разработки электроники и полупроводников, помогая отыскивать дефекты и проектировать схемы с учётом электрических, температурных и механических требований к ним; в области конструктивной механики модели обеспечат структурный анализ для автомобильной промышленности, производства бытовой электроники и аэрокосмической отрасли; в сфере предсказания погоды открытые ИИ-модели обеспечат глобальное и региональное прогнозирование, уменьшат масштаб предсказания и интеграцию данных наблюдений; в области электромагнетизма модели обеспечат моделирование беспроводной связи, радиолокационного обнаружения и высокоскоростной передачи оптических данных; наконец, они помогут в физике в широком спектре задач от ядерного синтеза до моделирования плазмы и гидродинамики. С использованием физики искусственного интеллекта Nvidia компания Applied Materials уже разрабатывает новые материалы и производственные процессы, чтобы повысить энергоэффективность как производственного процесса, так и конечного продукта, тем самым устраняя самый серьёзный фактор, ограничивающий масштабирование производства полупроводников. В частности, Applied добилась ускорения работы модулей своего «мультифизического» программного обеспечения ACE+ до 35 раз, что позволяет быстрее исследовать и оптимизировать полупроводниковые процессы. Запущенные с использованием пакета Apollo симуляции «всего самолёта» в среде Cadence Fidelity Charles Solver позволило обучить физическую модель ИИ, которая дала возможность создать цифрового двойника всего самолёта в реальном времени. Компания LAM Research сотрудничает с Nvidia, чтобы ускорить моделирование плазменных реакторов с помощью физики искусственного интеллекта компании. Плазменные реакторы играют ключевую роль в процессах травления и осаждения при производстве полупроводников. Northrop Grumman и Luminary Cloud также используют физические модели искусственного интеллекта Nvidia для ускорения проектирования сопел двигателей космических аппаратов. Эта физическая модель искусственного интеллекта позволит инженерам Northrop Grumman быстро исследовать тысячи вариантов конструкций за рекордно короткое время. И таких примеров много. Остаётся надеяться, что ИИ заработает с практической пользой для человечества, оставив творчество в гуманитарной сфере для развлечения и отдыха. Учёные открыли лёд XXI — неизвестную ранее кристаллическую форму водяного льда
08.11.2025 [19:48],
Геннадий Детинич
Первыми в мире ученые из Корейского научно-исследовательского института стандартов и науки (KRISS) обнаружили 21-ю фазу кристаллического льда, названную Ice XXI, возникшую при давлении свыше 2 ГПа и комнатной температуре. Открытие позволяет глубже изучить процессы кристаллизации, что открывает дорогу к созданию невиданных раньше на Земле материалов и позволяет понять процессы в недрах ледяных планет, таких как спутники Сатурна и Юпитера. 
Алмазные наковальни. Источник изображения: KRISS Открытие стало возможным благодаря наблюдению процессов многократного замерзания и таяния воды в масштабе микросекунд, что позволило выявить ранее неизвестные пути кристаллизации. Ранее было известно 20 фаз кристаллического льда и две его аморфные фазы, зависящие от температуры и давления. Наиболее сложная для изучения зона фазовых переходов лежит в диапазоне от 0 до 2 ГПа, где плотно друг за другом следуют более десяти различных фаз. Исследователи из Южной Кореи смогли явно обнаружить новую кристаллическую фазу водяного льда на верхней границе этого диапазона — в условиях комнатной температуры на уровне давления 2 ГПа (20 тыс. атмосфер). 
Известные кристаллические формы водяного льда Для эксперимента группа KRISS разработала и применила динамическую алмазную наковальню (dDAC), которая позволила сжимать образцы равномерно по всему объёму с достаточно высокой скоростью — в масштабе миллисекунд. Обычные алмазные наковальни развивали давление в течение нескольких секунд и делали это неравномерно по отношению к образцам, что часто вызывало очаги преждевременной кристаллизации (возникал градиент прикладываемого давления). Определение «динамическая» наковальня KRISS получила благодаря установке на неё пьезоэлектрических датчиков. Благодаря им появилась возможность в реальном масштабе времени следить за создаваемым давлением и поведением образца. В качестве образца выступала обычная вода. 
Элементарная кристаллическая ячейка Льда XXI В лабораторных условиях при комнатной температуре и давлении 2 ГПа учёные смогли добиться создания кристаллического льда в фазе VI. После этого в дело был пущен Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European XFEL). С его помощью исследователи на масштабе времени в диапазоне микросекунд смогли наблюдать новые пути кристаллизации льда, включая неизвестную ранее форму Ice XXI. Отметим, формально одним из ведущих акционеров European XFEL остаётся Россия, которая оплатила проект на 27 % его стоимости. Однако с 2022 года для учёных из РФ работа в проектах European XFEL приостановлена. Лёд XXI обладает уникальной структурой с большой и сложной элементарной кристаллической ячейкой в форме плоской равносторонней коробки, что сделало её самой удивительной кристаллической формой льда из всех ранее обнаруженных. И это также новое слово в планетологии и материаловедении, что ещё предстоит осознать. Физики из MIT заглянули внутрь ядра атома без ускорителя, что способно раскрыть одну из величайших тайн Вселенной
25.10.2025 [14:19],
Геннадий Детинич
Физики из Массачусетского технологического института (MIT) разработали интересный метод на основе изучения молекул, который позволяет заглянуть внутрь атомного ядра без использования больших ускорителей частиц. Экспериментальная установка помещается на обычном лабораторном столе, что делает метод широкодоступным научному сообществу — это хороший путь для раскрытия причин асимметрии материи и антиматерии во Вселенной, что для науки остаётся тайной. 
Несимметричной ядро радия связано с ядром фтора. В жёлтом электронном облаке выделен один электрон, который мог побывать внутри ядра. Источник изображения: MIT В центре исследования оказались молекулы монофторида радия (RaF), в составе которых электрон атома радия естественным образом проникает в ядро, взаимодействует с протонами и нейтронами, а затем возвращается с информацией о внутренней структуре ядра. Данный подход использует прецизионную лазерную спектроскопию для измерения микроскопических сдвигов энергии электронов, что даёт возможность изучать распределение магнитных полей внутри ядра радия-225 — это та информация, которой готовы делиться побывавшие внутри ядра электроны. В отличие от традиционных методов, требующих ускорителей с треками длиною в десятки километров, придуманный в MIT способ работает на лабораторном столе, делая фундаментальную физику более доступной. Учёные целенаправленно синтезировали молекулу монофторида радия, охладили её и поместили в вакуумную камеру. После этого молекулу осветили лазером, который возбудил электроны. За счёт высокой плотности магнитного поля внутри молекулы у электронов в электронном облаке вокруг ядра радия появляется повышенный шанс проникнуть внутрь этого ядра и вернуться оттуда с информацией. Измеряя энергию электронов с помощью спектроскопии, учёные смогли определить величину сдвига их энергии после посещения ядра, на основании которого можно воссоздать его внутреннее строение. Протоны и нейтроны в ядре действуют как крошечные магниты с разными ориентациями, и выявленный сдвиг энергии электронов раскрывает их распределение. Величина сдвига энергии соизмерима с одной миллионной энергии в импульсе лазера, но учёные смогли чётко её выявлять. Радий имеет особенную ценность для изучения основ мироздания — его ядро имеет асимметрию по массе и заряду. Оно скорее напоминает грушу, а не яблочко, свойственное обычной форме ядер остального вещества. Тем самым неправильная форма ядра радия может помочь с поиском фундаментальной асимметрии во Вселенной. Если бы Вселенная была симметричная на фундаментальном уровне, то она бы не возникла — антиматерия поровну с материей просто уничтожили бы её. Но Вселенная есть, значит, где-то прячется основа для её несимметричной сущности. Эксперименты с точным картированием магнитных полей ядра радия позволят создать точную модель расположения нейтронов и протонов в его ядре, и далее могут помочь обнаружить корень отсутствия симметрии в физике нашего мира. В Китае начали массово выпускать квантовые однофотонные детекторы для радаров, датчиков и связи завтрашнего дня
14.10.2025 [13:55],
Геннадий Детинич
В Китае квантовые технологии скоро станут широко доступными. По-другому сложно назвать те достижения, о которых сообщают китайские источники. В стране приступили к массовому производству квантовых однофотонных детекторов, способных улавливать одиночные фотоны и измерять их квантовые характеристики. Такие детекторы приведут к появлению предельно точных погодных и научных датчиков, защищённой связи и радаров малозаметных целей. 
Источник изображения: Quantum Information Engineering Technology Research Centre После многих лет экспериментов было разработано усовершенствованное и первое в мире устройство в виде четырёхканального однофотонного детектора со сверхнизким уровнем шума. Прибор, созданный Исследовательским центром квантовой информационной инженерии в провинции Аньхой (Quantum Information Engineering Technology Research Centre in Anhui), способен улавливать квант света (электромагнитной волны) — один фотон. Это как различить звук упавшей песчинки посреди грозового раската. Подобная технология служит основой для реализации квантовой связи и квантового радара. Представленный детектор одиночных фотонов опирается на фундаментальные законы квантовой механики, которые запрещают «клонирование» их свойств. Иными словами, приём отражённых от цели или от приёмника передачи данных фотонов гарантирует истинность их квантовых состояний. Такой сигнал нельзя подделать и, следовательно, невозможно внести искажения в показания радара при обнаружении стелс-цели или при установке защищённого канала связи в условиях радиопомех. Кроме того, подобные датчики способны с невообразимой точностью получать данные о химическом и физическом составе объекта или среды, что важно для метеорологических наблюдений. Впервые китайские учёные продемонстрировали работу квантового радара в 2016 году, обеспечив однофотонное обнаружение цели на дальности более 100 км. Новый датчик работает одновременно по четырём каналам приёма, фиксируя фотоны либо от четырёх различных источников, либо от одного, что повышает точность измерений. Установка фильтров на каждый канал позволит работать одновременно в четырёх диапазонах с фотонами разной длины волны. Это первый в мире четырёхканальный прибор, тогда как ранее промышленно изготавливались только одноканальные, что осложняло создание масштабных систем и их эксплуатацию. Новое устройство примерно в десять раз меньше предыдущих приборов аналогичного назначения и, что более важно, обладает повышенной чувствительностью к обнаружению квантов света. Значительным успехом стало создание криогенной установки «размером с кулак» для охлаждения рабочих узлов детектора, которая снижает температуру до –120 °C. Детекторы уже используются ведущими китайскими исследовательскими институтами, и теперь центр способен производить и поставлять их серийно. «В будущем мы предоставим “китайское решение” для крупных проектов, таких как квантовая коммуникационная сеть следующего поколения», — сообщили разработчики. Также сверхчувствительный детектор может найти применение в биофлуоресцентной визуализации, лазерной связи, измерениях в дальнем космосе и однофотонной визуализации. Это откроет окно в микромир, где всё можно будет буквально “пощупать” одним фотоном, визуализируя ранее невиданные вещи. Учёные впервые «порулили» квантовой неопределённостью в реальном времени
07.10.2025 [22:59],
Геннадий Детинич
Квантовая неопределённость, или принцип неопределённости Гейзенберга, утверждает, что невозможно одновременно с высокой точностью измерить две взаимосвязанные характеристики квантового объекта. Именно поэтому электрон не движется по строго заданной орбите вокруг ядра атома, а существует в виде размытого электронного облака. Но, как выяснили учёные, этой неопределённостью можно управлять — и это открывает новые возможности для квантовых технологий. 
Источник изображения: University of Arizona Чтобы понять идею, принцип неопределённости можно представить как надутый воздушный шар. Если на него надавить, шар сплющится в одном месте, но вытянется в другом — общий объём при этом не изменится. То же самое и в квантовом мире: уточняя одну характеристику частицы (например, её фазу или амплитуду), мы неизбежно теряем точность в другой. Однако само произведение этих неопределённостей остаётся постоянным. В то же время произведение условно противостоящих друг другу квантовых характеристик остаётся неизменным. Возможность управлять квантовой неопределённостью в реальном времени — подкручивать точность измерения то одной, то другой характеристики из «противоречивых» пар открывает новые возможности в сфере квантовых измерений и, в частности, в квантовой криптографии. Открытие сделали учёные из Университета Аризоны (University of Arizona). Они поставили перед собой задачу научиться в реальном времени изменять точность измерения либо фазы, либо амплитуды (интенсивности) фотонов. Одновременно с высокой точностью нельзя измерить обе эти характеристики фотона. В противном случае мы бы поймали его в пространстве и времени и могли бы рассчитать траекторию полёта с предсказанием дальнейшего движения, что лишает квантовый объект его сущности — набора вероятностей. Учёные представляют задачу как сжатие света в форму пули, где «пуля» — это область возможных значений фазы и интенсивности фотона. Они смогли управлять процессом с помощью технологии четырёхволнового смешения, при котором различные источники света взаимодействуют и комбинируются друг с другом. Для этого был использован лазер со сверхбыстрыми (фемтосекундными) импульсами. Импульс лазера разбивался на три одинаковых луча с разной длиной волны (на три цвета) и фокусировался в кварцевом стекле. Изменение ориентации кварца по отношению к лучам меняло итоговый сигнал, как будто кто-то садился на надутый шарик: он то превращался в пулю, то округлялся. Такое управление позволяет повысить точность измерения амплитуды света и улучшить соотношение сигнал/шум. Кроме того, оно открывает новое направление в квантовой криптографии. Теперь злоумышленнику, пытающемуся перехватить квантовый ключ, будет недостаточно просто зафиксировать факт передачи фотона — ему придётся учитывать ещё и уровень неопределённости, который динамически изменяется в процессе передачи. Это делает перехват практически невозможным. По словам авторов, технология «сверхбыстрого квантового света» может найти применение не только в защищённой связи, но и в разработке высокочувствительных датчиков, квантовой химии и биомедицине. В будущем такие системы могут помочь создавать более точные диагностические инструменты, новые методы поиска лекарств и сенсоры для мониторинга окружающей среды. Нобелевская премия по физике присуждена за открытие квантового «транзистора»
07.10.2025 [16:23],
Геннадий Детинич
Квантовые явления происходят на масштабах, где почти нет ничего, что можно было бы «пощупать» — нельзя, например, просто взять в руки квантовый транзистор как элемент схемы квантового компьютера. Однако однажды это всё-таки удалось. Около сорока лет назад группа физиков поставила эксперимент, доказавший возможность наблюдать квантовые эффекты на макроуровне. Это открытие заложило основу тех квантовых платформ, которые существуют сегодня. 
Источник изображений: Nobel Prize organisation За ту работу, выполненную Джоном Кларком (John Clarke), Мишелем Х. Деворе (Michel H. Devoret) и Джоном М. Мартинисом (John M. Martinis) в 1984–1985 годах, Нобелевский комитет присудил этим учёным Нобелевскую премию по физике за 2025 год. «Главный вопрос физики — каков максимальный размер системы, которая может демонстрировать квантово-механические эффекты. Лауреаты Нобелевской премии этого года провели эксперименты с электрической схемой, в ходе которых они наблюдали квантовое туннелирование и квантованные уровни энергии в системе, достаточно большой, чтобы её можно было держать в руке», — говорится в пресс-релизе организации.  Законы квантовой механики позволяют частице проходить сквозь энергетический барьер — явление, известное как туннелирование. Оно происходит из-за вероятностной природы квантовых процессов: с некоторой вероятностью частица оказывается за пределами потенциальной ямы, хотя классическая физика запрещала бы ей это сделать. На макроскопическом уровне такие процессы лежат в основе, например, свечения Солнца или тепловыделения в радиоактивных материалах. Но воспроизвести подобное в лаборатории долгое время было крайне сложно — а ведь это необходимо для создания квантовых датчиков, транзисторов и других элементов будущих технологий. В 1984–1985 годах Кларк, Деворе и Мартинис провели серию экспериментов с электронной схемой из сверхпроводников — материалов, которые проводят ток без сопротивления. Эти компоненты были разделены тонким слоем изолятора, образуя джозефсоновский переход.  После усовершенствования конструкции и точных измерений всех её свойств исследователи смогли управлять процессами в системе и наблюдать квантовые эффекты при прохождении тока. Вся схема вела себя как единая «частица», которую можно было буквально держать в руке, — и при этом она демонстрировала квантовое туннелирование и дискретные уровни энергии, полностью соответствующие теории квантовой механики. «Транзисторы в современных микрочипах — лишь один из примеров квантовых технологий, которые нас уже окружают. Нобелевская премия по физике этого года открывает путь к следующему поколению квантовых решений — от квантовой криптографии до квантовых компьютеров и датчиков», — заключает комитет. Китай запустил самую мощную в мире центрифугу для экспериментов над пространством и временем
01.10.2025 [20:17],
Геннадий Детинич
29 сентября 2025 года в Китае официально была запущена самая мощная в мире центрифуга проекта CHIEF. Установка CHIEF1300 способна создавать ускорение 300g для полезной нагрузки до 22 т. Это на порядок превышает возможности самой передовой американской центрифуги, рассчитанной всего на 2 т. В перспективе установка сможет создавать ускорение до 1500g, буквально открывая перед учёными массу перспектив по контролю над пространством и временем. 
Источник изображений: CCTV Комплекс проекта CHIEF (Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility) был завершён в Ханчжоу около года назад. Он включает три центрифуги с 18 сменными блоками для каждой. Это позволит проводить множество экспериментов не только в научных целях, но также в материаловедении, геологии, строительстве и промышленности. Под действием чудовищного ускорения в центрифуге модель высотой 1 м становится эквивалентной 100-метровой конструкции. Здесь можно проверить смелые инженерные идеи без риска аварий и потерь ресурсов и средств. Также в центрифуге можно имитировать ускорение геологических процессов. Например, в режиме 300g имитация распространения загрязнений за 100 лет произойдёт всего за неполные четверо суток.  В процессе испытаний установки до её принятия в эксплуатацию было проведено несколько экспериментов, включая моделирование влияния цунами на морское дно, тестирование основания гидроэлектростанции на сейсмоустойчивость, имитацию воздействия воды на глубине 2000 м на буровое оборудование для добычи водорода из морского дна и ряд других. «В гипергравитационном поле исследователи могут моделировать реальные гидрогеологические катастрофы, геологическую эволюцию и экстремальные условия в лабораторных моделях в разумные сроки», — докладывают учёные. Для большей безопасности установка размещена ниже уровня земли. Более того, она работает в условиях вакуума и имеет отводящие тепло стенки рабочей камеры. Расположение под землёй также позволило снизить влияние вибраций на эксперименты. Китай заявил, что открыт для предложений по экспериментам на центрифуге для учёных со всего мира. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
![Российские итоги HUAWEI XMAGE 2025 и выставка «Фото[графическое] путешествие»](https://cdn.3dnews.ru/assets/external/illustrations/2025/11/21/1132762/02.jpg?resize=w400)
