Физтехи изобрели простой квантовый акустодинамический резонатор
Недавно стало возможным взаимодействие сверхпроводящих кубитов с резонаторами на поверхностных акустических волнах в квантовом режиме. Это открыло новую область исследований — квантовую акустодинамику. Основная задача в этом направлении — изготовление акустических резонаторов гигагерцового диапазона. Сотрудники лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ продемонстрировали, что конструкция гибридного акустодинамического устройства может быть значительно упрощена, если заменить акустический резонатор на фононный кристалл. Кристалл состоит из узких металлических полосок на кварцевой поверхности. Искусственный атом, в свою очередь, взаимодействует с линией передачи микроволн. Две степени свободы разной природы — акустическая и электромагнитная — оказываются связаны с одним квантовым объектом. Спектр рассеяния распространяющихся электромагнитных волн на искусственном атоме визуализирует акустические моды фононного кристалла. Предлагаемая геометрия позволяет реализовать эффекты квантовой акустики на простой и компактной системе. Результаты опубликованы в журнале Communications Physics.
В МФТИ разработали чувствительный газоанализатор удаленного действия
Сотрудники лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ предложили использовать лазерную абсорбционную спектроскопию с модуляцией длины волны в сочетании с квадратурным детектированием рассеянного света для дистанционного мониторинга промышленных загрязнений атмосферы. Наблюдение осуществляется с помощью компактного лидарного датчика газа, который может быть установлен на борту беспилотного летательного аппарата. Прибор может использоваться для обнаружения утечек в трубопроводах, мониторинга токсичных газов вблизи полигонов, мусоросжигательных заводов и других опасных антропогенных объектов. Также прибор применим для анализа газовой атмосферы промышленных зданий и сооружений и мониторинга технологических процессов. Газоанализатор показал чувствительность на уровне в десятки частиц на миллион при измерениях концентрации газа на характерных расстояниях в десятки метров. Результаты опубликованы в журнале Quantum Electronics.
Ускорено получение нанолент из графена
По сравнению с хорошо изученными одностенными углеродными нанотрубками, узкие графеновые наноленты используются меньше из-за трудностей в их синтезе. Сотрудники лаборатории наноуглеродных материалов и лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ совместно с коллегой из Сколтеха разработали новый подход, основанный на химическом осаждении из паровой фазы. Он облегчит синтез графеновых нанолент в больших масштабах в условиях низкого вакуума на обычной никелевой фольге. Структура и высокое качество полученных лент подтверждены многоволновым рамановским анализом. Представленные результаты могут быть полезны для дальнейшего исследования нанолент атомарной толщины, особенно в нелинейной оптике. Результаты опубликованы в журнале The Journal of physical chemistry.
Рассчитано тепловыделение транзистора
Теорема Андерсона о катастрофе ортогональности устанавливает, что основное состояние многочастичной фермионной системы асимптотически ортогонально основному состоянию той же системы, возмущенной рассеивающим потенциалом. Сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ совместно с коллегой из США использовал теорему для описания выделения тепла в дополнительном транзисторе металл-оксид-полупроводник. Оказалось, что тепло, выделяемое в транзисторе, включает две различных компоненты: вклад от рассеяния, сопровождающего передачу электронов под приложенным напряжением, и чисто квантово-механическую часть, обусловленную изменением матрицы рассеяния электронов при переключении между режимами с высокой и низкой проводимостью. Результаты опубликованы в журнале Physical Review B.
Фототок в неупорядоченных твердых телах
Модель Шера — Монтролла успешно описывает субдиффузионные фототоки в однородно неупорядоченных полупроводниках. Ученый из МФТИ обобщил модель на случай фрактального пространственного беспорядка в условиях времяпролетного эксперимента. В рамках фрактальной модели автор рассчитал плотности носителей заряда и переходный ток для различных случаев. Отклик фототока после добавления неравновесных носителей коротким лазерным импульсом выражается через дробные устойчивые распределения. Для простейшего случая туннелирования между соседними состояниями дисперсионное уравнение переноса содержит дробные производные Римана — Лиувилля по времени и продольной координате. Автор получил выражения для фототока и времени пролета, которые позволяют определить фрактальную размерность распределения ловушек и параметр дисперсии из времяпролетных измерений. Результаты опубликованы в журнале Mathematics.
Ученые из МФТИ рассчитали волну горения в пласте углеводородов
Одной из перспективных технологий повышения нефтеотдачи при разработке нетрадиционных нефтяных пластов является метод термогазового воздействия. Метод основан на закачке в пласт кислородосодержащей смеси и ее трансформации в высокоэффективный смешивающийся с пластовой нефтью вытесняющий агент за счет самопроизвольного внутрипластового горения. Иногда этот метод обладает большим потенциалом по сравнению с другими способами повышения нефтеотдачи. Сотрудники лаборатории флюидодинамики и сейсмоакустики МФТИ рассмотрели распространение волн внутрипластового горения в прямоточном инверсном режиме. Авторы выделили два режима распространения инверсных волн внутрипластового горения: гидродинамический и кинетический. Численное моделирование распространения волны внутрипластового горения проводилось с помощью термогидродинамического симулятора, разработанного для интегрирования неизотермических многокомпонентных фильтрационных течений, сопровождающихся фазовыми переходами и химическими реакциями. Результаты опубликованы в журнале «Компьютерные исследования и моделирование».
Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих выступлениях на конференциях, разработках и научных статьях для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 7 декабря.
