Новости физики в Интернете


Радиационный β-распад свободных нейтронов

В редких случаях при β-распаде свободного нейтрона в дополнении к протону, электрону и антинейтрино могут испускаться фотоны. Главным механизмом их рождения является тормозное излучение электрона, а вклад других процессов составляет менее 1%. Радиационный распад n → p+e-+(анти)νe+γ впервые был надёжно зарегистрирован в 2006 г. в эксперименте RDK I. В Национальном институте стандартов и технологий — NIST (США) выполнен новый эксперимент RDK II, в котором с лучшей на сегодняшний день точностью измерена вероятность (branching ratio) радиационных распадов нейтронов, а также впервые измерен энергетический спектр рождающихся фотонов. Прогресса удалось достичь благодаря увеличению объема статистических данных и совершенствованию методики измерений. Пучок нейтронов от атомного реактора пропускался через сверхпроводящие электромагниты, где рождающиеся при распадах p и e- отклонялись в зарядо-чувствительные детекторы, а фотоны летели прямо и регистрировались двумя фотонными детекторами по методу временного совпадения с заряженными частицами. Один массив лавинных фотодиодов регистрировал фотоны непосредственно (в диапазоне энергий 0,4-14 кэВ), а второй -- по вызываемому ими свечению сцинтиллятора (14,1-782 кэВ). В обоих случаях измеренная форма спектра фотонов и вероятность их испускания хорошо согласуются с предсказаниями Стандартной модели. Результаты данного эксперимента важны для проверки Стандартной модели и для поиска эффектов за её пределами. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 242501 (2016)

Сжатые квантовые состояния в атомных часах

Точность работы атомных интерферометров ограничена шумами, связанными с квантово-механическим принципом неопределенности. В работе I. Kruse (Институт квантовой оптики Лейбницкого университета, Германия) и др. предложена и экспериментально продемонстрирована новая конфигурация атомного интерферометра, в котором стандартный квантовый предел обходится путем сжатия вакуума в пустом входном канале интерферометра. Интерферометр основан на принципе Рамзея и действует в режиме атомных часов. Сначала 104 атомов 87Rb в состоянии бозе-эйнштейновского конденсата в оптической дипольной ловушке переводились в определённые электронные состояния путём облучения последовательностью микроволновых импульсов. При этом один из каналов интерферометра очищался так, что в нём оставалось в среднем 0,75 атомов. Микроволновые импульсы сжимали вакуум в этом канале, т.е. сужали соответствующую среднеквадратичную величину квадратуры ниже стандартного квантового предела. Благодаря этому, чистота квантового состояния 104 атомов, находящихся в других каналах, и чувствительность интерферометра улучшались на 2 дБ. На основе данного метода сжатия квантовых состояний могут быть созданы следующие поколения атомных часов. Источник: arXiv:1605.07754 [quant-ph]

«Кот Шрёдингера» в двух ящиках

C. Wang (Йельский университет, США) и др. выполнили эксперимент, в котором электромагнитный аналог «кота Шрёдингера» одновременно находился в двух ящиках в суперпозиции состояний «живого» и «мёртвого кота». Эксперимент такого рода был теоретически предложен в 1993 г. Ранее уже было показано, что роль «кота Шрёдингера» может играть гармонический осциллятор, находящийся в суперпозиции двух колебательных состояний с большими числами заполнения. Описываемый эксперимент выполнен с когерентными микроволновыми фотонами в квазиклассических состояниях, возбуждаемыми в двух сверхпроводящих резонаторах, которые были соединены между собой туннельным контактом. В резонаторах находилось сразу несколько десятков таких фотонов. Состояния «жизни кота» соответствовали одинаковым направлениям электромагнитных колебаний одновременно в двух резонаторах. Измерение состояний и реконструкция функции Вигнера выполнялись по методу квантовой томографии. Было показано, что в эксперименте действительно был реализован «кот Шрёдингера», находящийся одновременно в двух ящиках (в данном случае — в двух резонаторах). Источник: Science 352 1087 (2016)

Время туннелирования при ионизации в сильном поле

Известно, что процесс квантового туннелирования происходит не мгновенно, а занимает некоторое время. Однако в вопросе о временной задержке существует проблема определения (дефиниции) величин и их связи с наблюдаемыми характеристиками. Время туннелирования удаётся хорошо определить пока только в бомовском подходе, где оно является просто временем, в течение которого траектория частицы находится внутри потенциального барьера. В работе T. Zimmermann (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха) и др. выполнены вычисления времени туннелирования для случая ионизации водорода и гелия в сильном поле. Применялась теория ионизации, сформулированная Л.В. Келдышем в 1964 г. (см., например, обзоры УФН 174 921 (2004) и УФН 185 3 (2015)), в различных моделях туннелирования и полученные результаты сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными. Лучшее согласие результатов измерений временной задержки, выполненных на аттосекундных временных масштабах, получено с ларморовским определением времени туннелирования, а бомовский подход, как оказалось, плохо согласуется с экспериментом. Авторы работы полагают, что бомовское время скорее соответствует не продолжительности туннелирования, а времени жизни связанного состояния. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 233603 (2016)

Сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной

F. Pacucci и его коллеги из Италии и Японии обнаружили два далеких объекта, которые, возможно, являются сверхмассивными чёрными дырами (ЧД), образовавшимися в результате прямого коллапса газовых облаков, т.е. при охлаждении и сжатии газа без его фрагментации и образования звёзд. Механизм происхождения сверхмассивных ЧД на красных смещениях z≈6, где они являются источниками излучения квазаров, пока окончательно не выяснен. Помочь в этом может поиск ЧД на стадии их формирования и начального роста в результате аккреции вещества. Весьма вероятно, что молодые ЧД находятся в газо-пылевых облаках, так что в их спектре преобладает ИК-излучение. Авторы работы построили модель аккреции и предсказали форму спектра и рентгеновскую светимость таких объектов. В объединённом обзоре CANDELS/GOODS-S, в котором содержатся данные наблюдений на телескопах Хаббл, Спитцер и Чандра, обнаружены два подобных объекта-кандидата при z>6. Если предположить, что их спектр формируется молодыми звёздами, то получается нереалистично большой темп звездообразования >2000Mгод-1. Поэтому для этих объектов более вероятной является модель аккрецирующих ЧД с массами ≈105M, которые образовались в процессе прямого коллапса. Источник: MNRAS 459 1432 (2016)


Новости не опубликованные в журнале


Взаимодействие капель жидкости на упруго-деформируемой поверхности

S. Karpitschka (Университет Твенте, Нидерланды) и др. обнаружили, что капли жидкости на упругой поверхности геля могут взаимодействовать посредством деформаций, которые возникают под поверхностью под влиянием веса капель и приводят к скатыванию капель в том или ином направлении. Если слой геля достаточно толстый и легко деформируемый (его упругость мала), то взаимодействия могут иметь характер притяжения, ведущего в итоге к столкновению капель. А капли на тонком упругом слое преимущественно отталкиваются. Наблюдаемое явление названо «обратным Чириоуз-эффектом». Источник: PNAS 113 7403 (2016)

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