Новости физики в Интернете

Новая элементарная частица

Недавно были обнаружены две частицы, которые, вероятно, являются четырех и пятикварковыми системами, соответственно (см. УФН 173 666 (2003) и УФН 173 904 (2003)). Новая частица X(3872) также, возможно, состоящая из четырех кварков, найдена коллаборацией Belle в японской Лаборатории KEK. Этот результат был вскоре подтвержден коллаборацией CDF в лаборатории им.Э.Ферми (США). В японском эксперименте изучались распады B-мезонов, рождавшихся при электрон-позитронных столкновениях. В спектре распадов обнаружен пик, соответствующий неизвестной короткоживущей частице с массой около 3872ГэВ. По мнению исследователей, данная частица, вероятнее всего, состоит из четырех кварков, однако ее масса и картина распада несколько отличаются от предсказываемых теоретически. Подобное же расхождение было отмечено в Стэнфордском эксперименте BaBar для частицы D_s⁺(2317). Альтернативным объяснением является модель новой частицы как адронной молекулы. В коллаборации Belle принимают участие российские ученые из Института ядерной физики им. И.Будкера (Новосибирск) и ИТЭФ (Москва). Источник: http://arXiv.org/abs/hep-ex/0309032

Неравенства Белла в физике высоких энергий

Неравенства Белла соответствуют допущению о наличии в квантовой механике скрытых параметров, а их нарушение подтверждает квантовомеханическую парадигму. До последнего времени эксперименты по нарушению неравенств Белла проводились с низкоэнергетичными квантовыми объектами. В экспериментах по изучению корреляций спинов в парах фотонов и ионов неравенства Белла нарушались, что исключало скрытые параметры. Впервые подобный эксперимент для элементарных частиц с большими энергиями выполнен коллаборацией Belle на электрон-позитронном коллайдере KEKB в Японии. Важным отличием от фотонных и ионных экспериментов стало то, что вместо двух спиновых состояний использовались состояния частица-античастица в паре B⁰-мезонов. Измеренная экспериментально величина на уровне трех стандартных отклонений нарушает неравенство Белла. Таким образом, описываемый эксперимент еще раз подтвердил принцип квантовой механики и исключил существование скрытых параметров в проведенном эксперименте.

О методологических вопросах квантовой механики см. в книге Кадомцева Б.Б. Динамика и информация. - М.:Редакция журнала "Успехи физических наук", 1997

Источник: http://arXiv.org/abs/quant-ph/0310192

Наблюдение единичных экситонов

K.Matsuda и его коллеги из Японии выполнили эксперимент, в котором впервые удалось измерить пространственную форму волновой функции единичных экситонов, локализованных в квантовой точке. Экситоном называют связанную систему электрона и электронной вакансии - дырки. После образования экситона электрон и дырка некоторое время вращаются друг вокруг друга и затем рекомбинируют с испусканием фотонов. Квантовая точка в полупроводнике GaAs имела радиус около 100нм и толщину 5нм. Экситон возбуждался гелий-неоновым лазером, свет которого поступал в квантовую точку через микроскопическое оптоволокно с диаметром 20нм на конце. С помощью этого же оптоволокна регистрировались фотоны, рождающиеся при рекомбинации экситонов. Данный сканирующий оптический микроскоп ближнего поля имел разрешение около 30нм. Острый конец оптоволокна перемещался вдоль квантовой точки и производилось многократное возбуждение экситонов и регистрация испущенных фотонов. В соответствии с теоретическими расчетами, волновая функция экситонов имела вид колокола в центре квантовой точки. В некоторых случаях рождались пары экситонов - биэкситоны, среди единичных экситонов биэкситоны выделялись по поляризации испущенного ими излучения. Ширина волновой функции биэкситонов, как это и должно быть, меньше, чем у единичных экситонов. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 177401 (2003)

Плавление нанокластеров

Согласно теоретическим расчетам, учитывающим поверхностные эффекты, микроскопические частицы вещества должны плавиться при более низкой температуре, чем крупные образцы. Однако A.A.Shvartsburg и M.F.Jarrold в 2000г. установили, что атомные кластеры кремния и германия, состоящие из 15-30 атомов, остаются твердыми при нагревании до температур, которые на 50 градусов выше точки плавления макроскопических образцов (см. УФН 170 1216 (2000)), но сама точка плавления кластеров в эксперименте A.A.Shvartsburg и M.F.Jarrold достигнута не была. В Университете Индианы выполнен новый эксперимент (G.A.Breaux и его коллеги) с атомными кластерами галлия. Макроскопический образец галлия имеет температуру плавления 303K. Оказалось, что кластеры, состоящие из 40 атомов галлия, плавятся при температуре 550K, а для кластеров из 17 атомов плавление не зафиксировано вплоть до температуры 800K. Объяснения обнаруженному явлению пока не найдено. Источник: Physics News Update, Number 661

Вращение черной дыры в центре Галактики

R.Genzel (Институт внеземной физики им.М.Планка, Германия) и его коллеги из Германии, США, Израиля и Франции с помощью телескопа VLT Европейской обсерватории в Чили установили наличие значительного углового момента у сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Ранее с помощью этого же телескопа были выполнены наблюдения движения звезд в центральной области Галактики, которые доказали, что объект Sgr A^* действительно является черной дырой с массой около 3.6x10⁶ масс Солнца (см. УФН 172 1448 (2002)). В новой серии наблюдений изучались вспышки инфракрасного излучения, приходящие из области размером в несколько угловых миллисекунд вблизи Sgr A^*. В профиле вспышек обнаружены квазипериодические вариации с периодом около 17 минут. Столь малый период, так же как и скорость нарастания фронта вспышек (около 5 минут), свидетельствуют о том, что вспышки генерируются во внутренних областях аккреционного диска вблизи последней устойчивой орбиты вокруг черной дыры. Периодичность возникает за счет релятивистской модуляции движения аккрецируемого газа. Последняя устойчивая орбита с периодом 17 минут при указанной массе черной дыры может быть лишь в том случае, если черная дыра вращается. Расчет показал, что угловой момент должен составлять не менее половины максимального углового момента керровской черной дыры. Источник: Nature 425 934 (2003)