В МФТИ разработали метод обнаружения различных органических веществ по одной молекуле


Схема СПАЗЕРа: шестиугольная сетка — графен, голубым обозначен слой диэлектрика, оранжевым — слой активной среды, через которую осуществляется оптическая накачка
Схема СПАЗЕРа: шестиугольная сетка — графен, голубым обозначен слой диэлектрика, оранжевым — слой активной среды, через которую осуществляется оптическая накачка.

Физики из МФТИ, Института спектроскопии РАН, Всероссийского НИИ автоматики им. Н. Л. Духова и Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН доказали, что двумерная модификация углерода — графен — может стать идеальным материалом для создания плазмонных приборов, способных обнаружить взрывчатые, ядовитые и другие органические вещества по наличию даже одной молекулы, говорится в статье, опубликованной в Physical Review B. (далее…)

В МФТИ создана первая в России двухкубитная схема


Кубит под электронным микроскопом
Кубит под электронным микроскопом. Увеличение в 16 тысяч раз.

Учёные Лаборатории искусственных квантовых систем и Центра коллективного пользования МФТИ впервые в России создали квантовую схему из двух кубитов. Данная работа представляет собой следующий шаг к созданию будущих квантовых компьютеров. Годом ранее группа физиков из МФТИ, ИФТТ РАН, МИСиС и РКЦ разработала первый российский кубит и схему, обеспечивающую изменение его параметров.

Традиционно в роли кубитов выступают атомы или электроны, при этом данные кодируются в их спине. Но такие кубиты крайне неустойчивы к внешним воздействиям — их состояние легко разрушается из-за внешних «шумов». Кроме того, процесс считывания и записи информации на них очень сложен, равно как и устройство ловушек, которые используются для их хранения.

Намного более простая реализация кубитов была открыта в начале 2000-х годов. Оказалось, что можно создавать «искусственные атомы», которые ведут себя в соответствии с законами квантовой физики, но при этом значительно проще в работе. Один из вариантов реализации этой идеи — джозефсоновские контакты, состоящие из двух сверхпроводников, которые разделены тонким слоем диэлектрика. Благодаря квантовым эффектам электроны могут туннелировать сквозь диэлектрик. (далее…)

Учёные из МФТИ провозгласили «медную революцию» в нанофотонике


Чип с медными компонентами
Кремниевый чип с медными плазмонными компонентами.

Исследователи из Московского физико-технического института впервые продемонстрировали возможность использования медных компонентов в устройствах нанофотоники. Ранее для этих целей использовались только благородные металлы. Медь в отличие от них не только дешевле и технологичнее, но и допускает возможность интеграции производства нанооптических компонентов со стандартным технологическим процессом.

В рамках работы, итоги которой опубликованы в журнале NanoLetters, Дмитрий Федянин с коллегами изготовили плазмонные световоды из меди. Авторы отмечают, что процесс создания оптических волноводов на основе меди совместим с обычным КМОП-процессом, который применяется для производства микросхем.

«Нам удалось создать медные чипы, оптические свойства которых ни в чём не уступают аналогам из золота, — говорит Дмитрий Федянин. — Более того, мы добились этого в производственном цикле, совместимом с КМОП-технологией, которая является основой всех современных интегральных схем, включая микропроцессоры. Это своего рода революция в нанофотонике». (далее…)

В Москве открылся «Физтехпарк»


Физтехпарк
Проект комплекса зданий «Физтехпарка».

26 мая 2015 года состоялась церемония открытия технопарка в сфере высоких технологий «Физтехпарк». Технопарк построен на севере Москвы, в посёлке Северный, недалеко от расположенного в Долгопрудном Физтеха — Московского физико-технического института. В числе якорных резидентов технопарка — компании, основанные выпускниками МФТИ.

На церемонии открытия «Физтехпарка» присутствовали премьер-министр Российской Федерации Дмитрий Медведев и мэр Москвы Сергей Собянин. Глава правительства отметил, что строительство технопарка было осуществлено в рекордно быстрые сроки и заняло 11 месяцев. В дальнейшем технопарк позволит сформировать вокруг МФТИ инновационно-образовательный кластер «Физтех XXI», в рамках которого будут построены новые учебные корпуса, исследовательские лаборатории и инжиниринговые центры. Премьер-министр сообщил, что открытие «Физтехпарка» завершает программу создания в России технопарков в сфере высоких технологий, начатую несколько лет назад. В результате реализации этой программы в десяти регионах появилось 12 новых технопарков и инновационных центров, в которых уже работают 800 компаний и созданы 19 тысяч высокотехнологичных рабочих мест. (далее…)

Производство фуллерита можно поставить на поток


Структурная схема бакминстерфуллерена
Структурная схема бакминстерфуллерена (фуллерена C60).

Исследователи из Технологического института сверхтвёрдых и новых углеродных материалов в Троицке, МФТИ, МИСиС и МГУ разработали новый метод синтеза ультратвёрдого материала, который превосходит алмаз по твёрдости. Детальное описание способа, позволяющего синтезировать ультратвёрдый фуллерит — полимер на основе фуллеренов, молекул в виде сфер из атомов углерода, — приводится в журнале Carbon.

В своей работе учёные отмечают, что алмаз уже давно не является самым твёрдым материалом. Натуральные алмазы имеют твёрдость около 150 гигапаскалей — сейчас первое место в перечне самых твёрдых материалов занимает ультратвёрдый фуллерит с показателем твёрдости от 150 до 300 ГПа.

Ультратвёрдыми материалами называют все, что твёрже алмаза; материалы мягче алмаза, но твёрже нитрида бора обозначают как сверхтвёрдые: нитрид бора с кубической решёткой почти втрое твёрже хорошо известного корунда. (далее…)

Астрофизики нашли во вспышке сверхновой радиоактивный кобальт


Образовавшаяся на месте вспышки сверхновой Кеплера туманность. Фото: NASA/ESA/JHU/R.Sankrit & W.Blair.
Образовавшаяся на месте вспышки сверхновой Кеплера туманность. Фото: NASA/ESA/JHU/R.Sankrit & W.Blair.

Группа астрофизиков, среди которых есть сотрудники МФТИ, впервые зарегистрировала образование радиоактивного кобальта при вспышке сверхновой звезды. Это открытие имеет большое значение, поскольку подтверждает ранее предложенную учёными теорию вспышек сверхновых. Детали приводятся на страницах журнала Nature, одного из самых цитируемых научных изданий мира.

В статье Евгения Чуразова (ИКИ РАН) и его соавторов (включая Сергея Сазонова из ИКИ РАН и МФТИ) приводятся результаты анализа данных, собранных при помощи гамма-обсерватории ИНТЕГРАЛ. Этот орбитальный телескоп ведёт наблюдения в гамма-диапазоне. Для гамма-лучей земная атмосфера практически непрозрачна, потому только благодаря космическому инструменту исследователи смогли заметить излучение радиоактивного изотопа кобальта-56. (далее…)

Квантовую запутанность научились сохранять при усилении сигналов


Оптоволокно — передача по нему запутанных фотонов сопряжена с разрушением запутанности. Снимок Michel Tronchetti.
Оптоволокно — передача по нему запутанных фотонов сопряжена с разрушением запутанности. Снимок Michel Tronchetti.

Физики Сергей Филиппов (МФТИ и Российский квантовый центр в Сколково) и Марио Зиман (Масариков университет в Брно, Чехия, и Физический институт в Братиславе, Словакия) нашли способ сохранить квантовую запутанность частиц при прохождении через усилитель или, напротив, при передаче на большое расстояние. Квантово запутанные частицы в настоящее время рассматриваются как основа сразу нескольких перспективных технологий, включая квантовые компьютеры и защищенные от прослушивания каналы связи. Подробности приведены в статье (см. также препринт) для журнала Physical Review A.

Квантово запутанными частицами называют квантовые объекты, которые можно описать в терминах одного общего квантового состояния. Две квантово запутанные частицы могут находиться в разных местах, на сколь угодно большом расстоянии друг от друга, но их по-прежнему надо рассматривать как единое целое: этот эффект не имеет аналогов в классической физике, и его очень активно изучают в последние несколько десятилетий. Физики уже научились запутывать фотоны и нашли им несколько применений — включая создание оптоволоконного канала связи, который в принципе невозможно прослушать. При попытке перехватить передаваемые по такому каналу данные неизбежно разрушается квантовая запутанность фотонов, и законный получатель сообщения тут же обнаруживает постороннее вмешательство. (далее…)

Физик из МФТИ смоделировал атмосферу Титана


Слои атмосферы на Титане.
Слои атмосферы на Титане. Фото: NASA.

Ученый из России смоделировал атмосферу спутника Сатурна — Титана — и получил удовлетворительное согласие результатов моделирования с наблюдательными данными. Результаты своей работы автор опубликовал в журнале Icarus, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Московского физико-технического института.

Модель атмосферы, использованная ученым, включает в себя 83 молекулы, 33 иона и предусматривает 420 химических реакций с этими частицами. Результаты компьютерного симулирования, выполненного специалистом, в пределах погрешности приводят к выводам, согласующимся с наблюдательными данными об атмосфере Титана. (далее…)