Новости физики в Интернете

Проверка теории относительности

Гравитационное влияние Солнца на радиоволны.

Замедление времени.

Закалка K-мезонов

При столкновении двух тяжелых высокоэнергетичных ионов в области столкновения появляется так называемый "огненный шар" (fireball), в котором происходит интенсивное рождение, а затем - аннигиляция элементарных частиц различных типов. По мере расширения и охлаждения шара число частиц выходит на постоянный уровень: происходит, как говорят, закалка частиц, и в дальнейшем их число уменьшается только за счет распадов. Подобные процессы имели место также и в ранней Вселенной. Если бы свойства частиц и античастиц были одинаковы (за исключением знаков зарядов), то процесс их закалки происходил бы одинаково. Однако коллаборацией KaoS (Германия) обнаружено, что K⁺- и K^--мезоны имеют после закалки несколько различающиеся угловое распределение и энергетический спектр, которые свидетельствуют о том, что закалка K⁺-мезонов происходит раньше закалки K^- мезонов. Мезоны рождались в процессе столкновения ионов Ni+Ni и Au+Au с энергиями около 1.5ГэВ на ускорителе GSI. Разумеется, этот важный результат нуждается в проверке. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 152301 (2003)

Сверхтекучесть и сверхпроводимость в нанометровых масштабах

В последние годы был выполнен ряд экспериментов - микроскопических аналогов эксперимента Э.Л.Андроникашвили - по изучению вращения молекул OCS в микроскопических каплях жидкого гелия, охлажденного до температуры ниже 2.2К, при которой макроскопические объемы гелия являются сверхтекучими. В 2002 г. R.McKeller и его коллеги из Канады обнаружили, что капли, состоящие из примерно восьми молекул гелия сверхтекучестью не обладают. В новом эксперименте тех же исследователей, но уже с вращающимися молекулами N₂O, впервые удалось проследить переход к сверхтекучему состоянию по мере увеличения размера капель (миникластеров) в интервале от 3 до 12 молекул гелия. Капли гелия с молекулами N₂O внутри создавались путем пропускания смеси газов через холодное сопло. Спектроскопические методы позволяли различать капли различного размера. Облучение капель инфракрасным светом и микроволновым излучением возбуждало колебательные и вращательные степени свободы молекул N₂O в каплях. По поглощению излучения определялся момент инерции молекул N₂O. Если гелий не сверхтекуч, то молекулы гелия увлекаются во вращение вместе с молекулами N₂O и момент инерции имеет большую величину. Оказалось, что в при увеличении числа молекул гелия в каплях с 3 до 6 момент инерции возрастает, а при дальнейшем увеличении с 7 до 12 момент инерции уменьшается, что свидетельствует о переходе к режиму сверхтекучести. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 163401 (2003)

R.Reich и его коллеги из Израиля исследовали магнитную восприимчивость гранул свинца с размерами от 4 до 1000нм, охлажденных до температуры около 5К. Обнаружено резкое исчезновения эффекта Мейснера при переходе к гранулам с размером менее 30нм. Данный критический размер сверхпроводящих гранул согласуется с критерием Андерсона. Хотя отсутствие сверхпроводимости у мелких гранул регистрировалось и ранее, в описываемом эксперименте впервые подробно исследован переход к сверхпроводящему состоянию по мере увеличения размера гранул. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 147001 (2003)

Обычные кристаллы с отрицательным показателем преломления

Теоретическое исследование веществ, имеющих отрицательные электрическую и магнитную проницаемости, было выполнено в 1960-х годах В.Веселаго из Физического института им.П.Н.Лебедева РАН. В 2000 г. подобные материалы, обладающие отрицательным показателем преломления n<0 в микроволновом диапазоне, были созданы в Калифорнийском университете в виде массива микроскопических колечек и проволочек (см. УФН 170 552 (2000)). Y.Zhang и его коллеги из США впервые обнаружили, что отрицательным показателем преломления могут обладать не только композитные материалы, но и обычные кристаллы. Два образца, состоящие из кристаллического сплава иттрия, ванадия и кислорода, приводились в контакт вдоль плоской поверхности, причем оптические оси образцов были различно ориентированы. Этот двойной кристалл имеет n<0 для света любой частоты, проходящего через границу раздела, и даже для когерентного пучка электронов (квантовых электронных волн). В то же время, при определенных углах падения тот же кристалл имеет n>0 или полностью пропускает свет без отражения. Обнаруженное свойство кристалла может найти полезные практические применения, в частности, для изготовления не отражающих света линз. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 157404 (2003)

Пятиугольная симметрия кристаллов

Элементарные ячейки идеальных твердых кристаллов не имеют пятиугольной симметрии, поскольку такая симметрия не может транслироваться вдоль кристалла. Исключение составляют квазикристаллы, в которых трансляция не точная и пятиугольная симметрия наблюдается. Однако давно предсказывалось, что пятиугольная симметрия может возникать в жидких металлах, которые, как известно, не полностью хаотичны, а на малых масштабах образуют кристаллические структуры. Ранее пятиугольная симметрия наблюдалась лишь в тонких пленках жидких металлов. Впервые пятиугольная симметрия в объеме жидкой меди обнаружена A. Di Cicco и его коллегами из Италии. Исследовалась дифракция рентгеновских лучей, полученных от ускорительного источника. В отличие от экспериментов с жидкими пленками, наблюдались не только рассеянные рентгеновские фотоны, но и выбитые из атомов электроны, что позволило с существенно большей точностью определить геометрию кристаллических ячеек. По этим данным установлено, что примерно 10% атомных кластеров в расплаве имеют пятиугольную кристаллическую структуру. Теория предсказывает, что пятиугольная симметрия может быть не только у меди, но и у некоторых других жидких металлов, которые в твердом состоянии такой симметрии не имеют: у серебра, свинца и золота. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 135505 (2003)

Горячая плазма

В Ливерморской национальной лаборатории разработана новая методика получения горячей плотной плазмы. Мощный лазерный импульс выбивает из алюминиевой фольги пучок протонов, которые, в свою очередь, испаряют участок поверхности твердого тела, превращая вещество в плазму. Источник: focus.aps.org.

Новый микроскоп

Обычные сканирующие туннельные микроскопы способны регистрировать лишь половину атомов в кристалле графита. Stefan Hembacher и его коллеги из Германии и США сконструировали новый атомный силовой микроскоп, который позволяет наблюдать все атомы графита. Источник: physicsweb.org.

Магнитные монополи в кристалле

Yoshinori Tokura и его коллеги из Японии, Китая и Швейцарии выполнили сверхточные измерения эффекта Холла в ферромагнитном кристалле и обнаружили аномалию, которая, по их мнению, может объясняться присутствием в кристалле магнитных монополей. Источник: physicsweb.org.

Проверка ОТО

B.Bertotti (Университет Павии, Италия) и его коллеги измерили время распространения радиоволн от Земли до 4-метровой антенны космического аппарата Кассини и обратно в ситуации, когда Земля и Кассини, направляющийся к Сатурну, находились по разные стороны от Солнца. С относительной точностью 2x10^-5 отклонений от предсказаний Общей теории относительности не обнаружено. Источник: physicsweb.org.

Замедление времени

Самое точное на сегодняшний день измерение релятивистского замедления времени выполнено в Институте ядерной физики им.М.Планка (Гейдельберг, Германия). Сравнивалось излучение движущихся и покоящихся ионов лития. Замедление времени соответствует величине, получаемой из преобразований Лоренца, с погрешностью эксперимента 2.2x10^-7. Источник: www.aip.org.

Закалка K-мезонов

Коллаборацией KaoS (Германия) обнаружено, что K⁺- и K^--мезоны, родившиеся в процессе столкновения тяжелых ионов, имеют после закалки в "файерболе" несколько различающиеся угловое распределение и энергетический спектр, которые свидетельствуют о том, что закалка K⁺-мезонов происходит раньше закалки K^- мезонов. Источник: ojps.aip.org.

Сверхтекучесть в нанометровых масштабах

R.McKeller и его коллеги из Канады исследовали вращение молекул N₂O внутри микроскопических капель жидкого гелия. Путем измерения момента инерции молекул N₂O установлено, что свойством сверхтекучести обладают капли, состоящие из более чем 6 молекул гелия. Источник: focus.aps.org.

Сверхпроводимость микрогранул

R.Reich и его коллеги из Израиля исследовали магнитную восприимчивость гранул свинца с размерами от 4 до 1000нм, охлажденных до температуры около 5К. Обнаружено резкое исчезновения эффекта Мейснера при переходе к гранулам с размером менее 30нм. Данный критический размер сверхпроводящих гранул согласуется с критерием Андерсона. Источник: ojps.aip.org.

Обычные кристаллы с отрицательным показателем преломления

Y.Zhang и его коллеги из США обнаружили, что n<0 могут обладать не только композитные материалы, но и обычные кристаллы. Два образца, состоящие из сплава иттрия, ванадия и кислорода, соединялись вдоль плоской поверхности, причем оптические оси образцов были различно ориентированы. Этот двойной кристалл имеет n<0 для света любой частоты, проходящего через границу раздела, и даже для когерентного пучка электронов. Источник: www.aip.org.

Пятиугольная симметрия кристаллов

A. Di Cicco и его коллегами из Италии впервые обнаружили пятиугольную кристаллическиу симметрию в объеме жидкой меди. Исследовалась дифракция рентгеновских лучей и выбитые из атомов электроны. Установлено, что примерно 10% атомных кластеров в расплаве меди имеют пятиугольную кристаллическую структуру. Источник: focus.aps.org.