Новости физики в Интернете


Проверка принципа эквивалентности для спин-поляризованных атомов

Z.-K. Hu (Хуачжунский университет науки и технологии, Китай) и его коллеги выполнили эксперимент, в котором сравнивалось ускорение свободного падения атомов 87Rb, имеющих противоположные направления полного спина. Некоторые теории предсказывают зависимость ускорение падения от спина. Возможные причины — взаимодействие спина с вектором ускорения или с тензором кручения. Принцип эквивалентности ранее уже проверялся для больших спин-поляризованных ансамблей атомов, но в случае малого числа атомов точность измерений была мала. В новом эксперименте точность удалось повысить методом двойных дифференциальных измерений, который исключает влияние неоднородностей магнитного поля. Атомы в состояниях mF=+1 или mF=-1 гипертонкого расщепления уровня 52S1/2, в которых спины имеют противоположные направления, падали в атомном интерферометре Маха – Цендера. Различия в ускорениях свободного падения на достигнутом уровне точности не выявлено, и для их относительной разности получено ограничение ηS=(0,2±1,2)×10-7, которое, в свою очередь, даёт ограничение <5,4×10-6 м-2 на возможную величину градиента поля кручения. Источник: Phys. Rev. Lett. 117 023001 (2016)

Сечение реакции T+He3

A.B. Zylstra (Массачусецкий технологический институт, США) и др. впервые измерили сечение ядерной реакции T(He3,γ)6Li при тех энергиях, которые имели место в эпоху первичного нуклеосинтеза в ранней Вселенной. Хотя в целом теория первичного нуклеосинтеза хорошо согласуется с наблюдаемым химическим составом Вселенной, в отдельных звёздах содержание 6Li, по некоторым данным, значительно больше, чем предсказывается. По одному из предположений, сечение реакции T(He3,γ)6Li имеет большую величину, чем закладывалось в расчёты. Для проверки этой гипотезы в новом эксперименте капсула со смесью T и He3 облучалась импульсами мощного лазера. При испарении внешней оболочки капсулы формировалась сходящаяся ударная волна, в центре капсулы при сжатии достигалась температура 2,3×108 K, и в течение ≈100 пс в плотной плазме шли ядерные реакции T(He3,γ)6Li. С помощью газового черенковского детектора регистрировались γ-фотоны, и по их спектру было найдено сечение реакции. Сечение оказалось близким к теоретически рассчитанному, а также оно соответствует экстраполяции данных других экспериментов, выполненных ранее при больших энергиях. Таким образом, гипотеза о повышенном сечении реакции T(He3,γ)6Li не подтвердилась, и темп этой реакции оказывается слишком малым для решения проблемы 6Li. Возможно, 6Li, если его содержание действительно аномальное, был наработан непосредственно в звёздах, либо на его синтез в ранней Вселенной оказали влияние эффекты суперсимметрии или другие неизвестные пока процессы. Источник: Phys. Rev. Lett. 117 035002 (2016)

Излучатель спиновых волн

S. Wintz (Гельмгольц-центр Дрезден-Россендорф, Германия) и др. разработали новую антенну для излучения спиновых волн с длиной волны ≈100 нм. Спиновая волна представляет собой коллективное возбуждение спинов электронов, передающееся посредством магнитного и обменного взаимодействий. Обычно для возбуждения спиновых волн применяются небольшие металлические антенны, но в нанометровой области такие антенны не эффективны. Новый излучатель представляет собой гетероструктуру Co/Ru/Ni81Fe19, состоящую из двух тонких ферромагнитных дисков, разделённых немагнитным слоем. Под воздействием магнитного поля, генерируемого переменным током в расположенном рядом проводнике, в центре дисков возникает пара магнитных вихрей, которая и излучает спиновые волны. Распространение спиновых волн, генерируемых этим устройством, наблюдалось методом переходной рентгеновской микроскопии. Источник: Nature Nanotechnology, онлайн-публикация от 18 июля 2016 г.

Преломление и отражение спиновых волн

C. Back (Регенсбургский университет, Германия) и его коллеги исследовали законы преломления и отражения спиновых волн на границе раздела двух участков ферромагнитной пленки (сплав железа и никеля), имеющих различную толщину — 30 нм и 60 нм. Эффект преломления обусловлен тем, что скорость спиновых волн зависит от толщины пленки. Спиновые волны наблюдались путём регистрации отражённых от пленки лазерных импульсов, вращение вектора поляризации которых зависит от намагниченности в той или иной точке. Второй метод — интерференция отражённого и опорного лучей — позволял получать информацию о фазе спиновых волн и направлении их распространения. Полученный закон преломления при малых углах падения соответствует закону Снелля, но при >25° наблюдалось отклонение, обусловленное анизотропией среды, которая возникала за счет намагниченности во внешнем поле. Авторы эксперимента вывели обобщённый закон Снелля для спиновых волн с учетом анизотропии, и показали его хорошее согласие с результатами своих измерений. Преломление спиновых волн дает возможность изменять их направление, что актуально для практических применений. Привлекательность спиновых волн заключается в том, что они имеют значительно меньшую длину волны, чем электромагнитные волны с той же частотой. Кроме того, при распространении спиновых волн заряды остаются неподвижными, поэтому отсутствуют джоулевы потери энергии. Источник: Phys. Rev. Lett. 117 037204 (2016)

Поиск космогенных нейтрино на IceCube

С помощью нейтринного телескопа IceCube, расположенного во льду Антарктиды, получены новые ограничения на свойства источников космических лучей сверхвысоких энергий (КЛСВЭ) — заряженных частиц с энергиями более 109 ГэВ, происхождение которых пока не выяснено. Взаимодействие КЛСВЭ с космическим фоновыми излучениями должно приводить к генерации нейтрино с энергиями Eν≥107 ГэВ, называемых космогенными нейтрино. За семь лет наблюдений было зарегистрировано два нейтрино с Eν≈106 ГэВ, имеющих, вероятнее всего, астрофизическое происхождение, однако космогенных нейтрино с Eν≥107 ГэВ не наблюдалось. Их поток оказался намного меньше, чем предсказывается в обычных моделях КЛСВЭ. Отсюда следует, что эволюция источников КЛСВЭ не может идти быстрее, чем эволюция темпа звездообразования в галактиках. Это ограничение создает определенные трудности для моделей происхождения КЛСВЭ в ядрах галактик, в источниках гамма-всплесков или в молодых пульсарах при условии, что в составе КЛСВЭ доминируют протоны. Источник: arXiv:1607.05886 [astro-ph.HE]

Новостной канал

Новости физики в Интернете — раздел журнала Успехи физических наук, ежемесячно публикующего обзоры современного состояния наиболее актуальных проблем физики и смежных с нею наук. В данном обзоре новостей представлены последние открытия в физике и астрофизике.

Постоянный ведущий — Ю.Н. Ерошенко.

Материалы подготовлены на основе электронных препринтов и бюллетеней.

Физические ресурсы Рунета

© Успехи физических наук, 1918–2016
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение