О достижениях ученых СПбГУ в области физики и химии рассказали ведущие научные журналы Science, Nature и другие реферируемые издания с мировым именем. Сообщили в пресс-службе университета.

Прощальный подарок от MESSENGER

Перед тем, как зонд MESSENGER разбился о поверхность Меркурия в апреле 2015, аппарат позволил ученым открыть одну из тайн ближайшей к Солнцу планеты. Международная группа исследователей с участием доцента кафедры физики Земли СПбГУ Николая Цыганенко установила возраст магнитного поля Меркурия. Его первые следы ученые зафиксировали в вулканических породах, изверженных около 3,9 миллиарда лет назад и с тех пор сохранивших в себе намагниченность. Установив, что Меркурий, как и Земля, приобрел собственное магнитное поле на самых ранних стадиях своего формирования, исследователи сделали новый шаг в изучении истории возникновения Солнечной системы.

Из жизни наночастиц

Руководитель сектора экспериментальных исследований аэродисперсных систем кафедры физики атмосферы СПбГУ Евгений Михайлов совместно с коллегами из Германии описал и рассчитал экспериментальные особенности фазовых переходов наночастиц из одного состояния в другое. Ученые доказали: наночастицы могут переходить в жидкое состояние не только вследствие роста температуры и влажности, но и при уменьшении их размера. «Результаты этой работы имеют большое значение как для исследователей, работающих в области физики атмосферы, так и для специалистов, занимающихся биомедициной и материаловедением, — пояснил Евгений Михайлов. — Например, полученные данные могут быть использованы для контроля растворимости лекарственных препаратов или реакционных компонентов при синтезе наночастиц для медицинских или технических целей».

Эксперимент с ионами кальция в ловушке

Ученые из Японии, США и России провели экспериментальное и теоретическое исследование, в результате которого изотропия скорости света (независимость ее величины от направления в пространстве) была подтверждена на принципиально новом уровне с использованием микроскопических квантовых объектов. В состав группы исследователей вошел профессор кафедры квантовой механики СПбГУ Илья Тупицын. Ученые использовали ионы кальция, которые находились в электромагнитной ловушке во внешнем вертикальном магнитном поле, менявшем свою ориентацию по мере вращения Земли. При этом точность измерений примерно в сто раз превысила предыдущие опыты с электронами и в пять раз — эксперименты типа Майкельсона —Морли, проводимые со светом. Исследование продемонстрировало новую возможность для проведения высокоточных экспериментов по проверке лоренцевой симметрии с использованием квантово-информационной техники.

Кюветы из СПбГУ — в помощь экспериментаторам в области квантовой оптики

В апреле 2015 года в журнале Nature Physics была опубликована статья Generation of a Squeezed State of an Oscillator by Stroboscopic Back-action-evading Measurement («Получение сжатого состояния осциллятора методом стробоскопического исключения обратного действия». Для проведения исследования, описанного в публикации, было разработано специальное оборудование. В течение трех лет доцент кафедры общей физики СПбГУ Михаил Балабас во взаимодействии с коллективом Центра квантовой оптики при Институте Нильса Бора (Копенгагенский университет, Дания) создавал уникальную микрокювету с пара´ми атомов щелочных металлов. Именно такая кювета с антирелаксационным покрытием была использована в ходе исследования в области квантовой телепортации.

Карбид кальция — дешево и безопасно

Руководитель лаборатории кластерного анализа СПбГУ Валентин Анаников и постдок Санкт-Петербургского университета Константин Родыгин поделились с научным сообществом результатами исследований химических приложений карбида кальция. В основу работы была положена идея переноса классической ацетиленовой химии на «предшественника» ацетилена в промышленности и лаборатории. Метод, предложенный исследователями из СПбГУ, позволяет осуществить синтез тиоэфиров напрямую из карбида кальция без выделения и хранения газообразного ацетилена. «На первом этапе реакции выделяется ацетилен из карбида кальция и воды, а на втором этапе к ацетилену присоединяется молекула тиола, — пояснил Константин Родыгин. — Оба процесса протекают в одной колбе и не требуют сложного лабораторного оборудования». Применение карбида кальция не только принципиально упрощает и удешевляет процедуру синтеза, но и позволяет избежать проблем, связанных с транспортировкой, хранением, использованием взрывоопасного ацетилена. Таким образом, ученые СПбГУ на конкретном примере показали, что из дешевого и легкодоступного сырья можно синтезировать ценные продукты, востребованные в материаловедении и органическом синтезе.