Новости физики в Интернете


Недиффузионное движение броуновской частицы

На малых пространственно-временных интервалах движение броуновской частицы перестает быть диффузионным. Масштаб перехода к так называемому баллистическому режиму по прямолинейной траектории, согласно уравнению Ланжевена, определяется размером частицы, вязкостью и плотностью жидкости. Однако уравнение Ланжевена, хорошо описывая движение на больших масштабах, не учитывает ускоренное движение частицы в момент получения ею дополнительного импульса. Благодаря своей инерции, возмущенная жидкость в данном случае действует на частицу с силой, которая не пропорциональна скорости частицы. В результате, характер движения на малых масштабах изменяется: частицы движутся медленнее, а характерный временной масштаб перехода к диффузионному движению больше, чем предсказывает уравнение Ланжевена. Соответствующие поправки к этому уравнению были вычислены E.J.Hinch в 1975г. Эти поправки впервые измерили экспериментально B.Luki и его коллеги из Швейцарии, Германии и США с помощью сверхточной интерференционной методики наблюдений. За движением единичных частиц микронного размера следили по отраженному от них лазерному свету с нанометровым и микросекундным разрешением. Была, в частности, исследована та область масштабов, в которой происходит переход от диффузионного движения к баллистическому. Опыты с частицами различных размеров в жидкостях с различными плотностями показали отличное согласие с теоретическими расчетами E.J.Hinch. Методика измерений также пригодна для изучения движения броуновских частиц в гетерогенных средах, например, в живых клетках, в функционировании которых диффузионные процессы играют важную роль. Источник: Phys. Rev. Lett. 95 160601 (2005)

Эффект Яна-Теллера в единичной молекуле

M. Crommie и его коллеги с помощью сканирующего туннельного микроскопа изучили эффект Яна-Теллера в единичных молекулах фуллерена, допированных атомами калия. Изучался монослой KxC60 на подложке из серебра. Исследовались участки монослоя с различной концентрацией атомов калия, так что число атомов на одну молекулу фуллерена x варьировалось от 3 до 4. Регистрировалась также зависимость протекающего через иглу микроскопа тока от приложенного напряжения. В областях с x=3 молекулы имели сферическую форму и находились в проводящей фазе. Напротив, в областях с x=4 молекулы фуллерена были деформированы и являлись изоляторами. Обнаруженные экспериментально свойства молекул объясняются эффектом Яна-Теллера, который заключается в снятии вырождения электронных энергетических уровней путем деформации молекул. Подобное вырождение существует в сферических молекулах K4C60. Влияние эффекта Яна-Теллера хорошо изучено во многих кристаллах, но на уровне отдельных молекул наблюдается впервые. Источник: Science 310 468 (2005)

Углеродные нанотрубки

Квантование потока тепла.M. Bockrath и его коллеги выполнили в Калифорнийском технологическом институте эксперимент, в котором впервые наблюдалось квантование потока тепла, текущего через углеродную нанотрубку. При малых величинах потока был достигнут квантовый предел, когда величина потока увеличивалась на дискретные квантовые порции. Подобные измерения стали возможны благодаря уникальной кристаллической структуре углеродных нанотрубок. Тепло переносится квазичастицами - фононами. Свободный пробег фононов без рассеяния в углеродной нанотрубке при температуре 900oC составляет около микрона. Высокая теплопроводность нанотрубок представляет большие перспективы их применению в электронных приборах для отвода тепла от микроэлементов. Источник: Physics News Update, Number 752
Переключатель из нанотрубки. Исследователи из Великобритании и Южной Кореи создали микропереключатель, в котором контактами являются углеродные нанотрубки. На поверхности размером 100нм литографическим способом были нанесены три никелевых проводника. К этим проводникам перпендикулярно поверхности прикреплялись три углеродные нанотрубки. Когда на одну из крайних нанотрубок подавался через проводник электрический потенциал, возникала электростатическая сила, отклонявшая вторую нанотрубку до соприкосновения с третьей. Тем самым устанавливался электрический контакт. Нанотрубки взаимодействовали также благодаря силе Ван дер Ваальса. Свойства прибора переключаться между двумя состояниями зависели от баланса между силой Ван дер Ваальса и электростатической силой, а также могли регулироваться изменением длины нанотрубок. Источник: Appl. Phys. Lett. 87 163114

Звезды вблизи черной дыры

В газовом диске размером менее 0,1пк вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A* в центре нашей Галактики наблюдается несколько десятков молодых звезд с массами более 40 масс Солнца. Происхождение этих звезд оставалось неясным. Согласно одним моделям, звезды родились непосредственно в аккреционном диске, а по другим - звезды мигрировали в диск из окружающего звездного скопления. С.Наякшин и Р.Сюняев, используя данные наблюдений космического рентгеновского телескопа Чандра, исключили вторую модель. В случае стандартной функции масс образующихся звезд, в центральном скоплении должны присутствовать также молодые звезды солнечных масс, являющиеся источниками рентгеновского излучения. По ограничениям на рентгеновский поток получено, что суммарная масса таких звезд, как минимум, на порядок меньше, чем необходимо в модели миграции. А нестандартная функция масс с преобладанием массивных звезд прямо противоречит наблюдениям, поскольку большого числа таких звезд в центральном скоплении не наблюдается. Поэтому находящиеся в диске массивные должны были образоваться в нем самом. Трудностью этой модели было то, что приливные гравитационные силы черной дыры должны разрушать протозвездные газовые сгущения, препятствуя образованию звезд. Однако, как показано в ряде работ, стабилизирующим фактором может быть гравитационное поле самого газового диска, если его масса превышает примерно 1% от массы черной дыры. Массивные звезды быстро эволюционируют, вспыхивают как сверхновые и обогащают газ тяжелыми элементами. Поэтому образование массивных звезд в аккреционных дисках может быть важнейшим фактором химической эволюции вещества в центрах активных ядер галактик и далеких квазаров. Источник: http://chandra.harvard.edu/photo/2005/sgra/


Новости не опубликованные в журнале


Квантование потока тепла через углеродную нанотрубку

M. Bockrath и его коллеги выполнили в Калифорнийском технологическом институте эксперимент, в котором впервые наблюдалось квантование потока тепла, текущего через углеродную нанотрубку. При малых величинах потока был достигнут квантовый предел, когда величина потока увеличивалась на дискретные квантовые порции. Источник: www.aip.org.

Исследование центра Галактики

С помощью телескопа VLA установлено, что размер центрального сверхмассивного объекта в центре Галактики не превышает половины АЕ, что в два раза меньше предшествующих ограничений. Данный результат практически доказывает, что объект является черной дырой. Наблюдение на более высоких частотах позволит в скором времени заметить эффекты общей теории относительности в движении вещества вблизи черной дыры. Источник: www.nrao.edu.

Разрушение ДНК тяжелыми ионами

Канадские исследователи установили, что методы терапии рака, основанные на облучении тяжелыми ионами, повреждают ДНК в значительно большей степени, чем считалось ранее. Разрушения наносятся, в основном, вторичными частицами. Данный результат говорит о необходимости более тщательного выбора доз облучения. Источник: physicsweb.org.

Источник света из нанотрубок

Исследователи из IBM и университета Duke создали источник инфракрасного света большой яркости на основе углеродных нанотрубок. Свечение возникает в точках пересечения нанотрубок и обусловлено рекомбинацией экситонов - пар электронов и дырок. Источник: physicsweb.org.

Микроскопический эксперимент Гальвани

С.Калинин и его коллеги из Национальной лаборатории Oak Ridge выполнили микроскопический аналог эксперимента Гальвани. Им удалось вызывать деформацию микроскопических участков биологических образцов с помощью электрического тока. Источник: www.aip.org.

Метаматериалы для ИК-диапазона

В.Шалаев и его коллеги создали материал с отрицательным показателем преломления в инфракрасном диапазоне. Материал состоит из массива микроскопических проводящих стержней в диэлектрической матрице. Источник: www.aip.org.

Пена из нанотрубок

Американские исследователи создали пену, состоящую из углеродных нанотрубок и имеющую пористость около 87%. Пена может найти научное и промышленное применение. Источник: physicsweb.org.

Псевдощель в ферромагнетике

В энергетическом спектре одного из ферромагнетиков, представляющего собой соединение нескольких металлов, впервые обнаружена особенность, называемая "псевдощелью". Ранее псевдощель наблюдалась только в спектрах высокотемпературных сверхпроводников. Источник: physicsweb.org.

Лазерный термоядерный синтез

В Ливерморской национальной лаборатории им.Лоуренса выполнен новый тестовый эксперимент по разработке технологии термоядерного синтеза с использованием мощного лазера. Свет лазера направлялся в отверстие в сфере, внутренняя поверхность которой была покрыта золотом. Нагрев слоя золота приводил к генерации мощного рентгеновского излучения, фокусируемого в центре сферы. В эксперименте изучалась эффективность генерации и фокусировки излучения. В будущем планируется поместить в центр сферы капсулу с дейтерием и тритием, в которой под действием рентгеновского излучения будут взрывным образом протекать ядерные реакции синтеза. Данный метод может стать основой функционирования будущих термоядерных электростанций. Источник: www.aip.org.

Новый метод наблюдения далеких планет

Астроном Mt. Lemon из Аризоны выполнил испытание специальной маски для телескопа, которая позволит ослабить изображение далеких звезд, что существенно облегчит наблюдение вращающихся вокруг этих звезд планет. Принцип действия маски основан на использовании волновой природы света. Подобная маска впервые успешно испытана в наблюдениях Сатурна и его колец. Источник: www.aip.org.

Емкость джозефсоновских контактов

P.Hakoneb и его коллеги из Хельсинского университета и Института теоретической физики им.Л.Д.Ландау, а также независимо шведские исследователи из Технологического университета Chalmers впервые измерили электрическую емкость джозефсоновских контактов. Применялась методика исследований, основанная на регистрации сдвига фазы радиочастотного сигнала в резонансном контуре с джозефсоновскими контактами. Источник: physicsweb.org.

Измерение двухпетлевых поправок к величине лэмбовского сдвига

В Ливерморской национальной лаборатории впервые измерены двухпетлевые поправки к величине лэмбовского сдвига энергетических уровней электронов в высокоионизированных ионах урана. Поправки равны, примерно, одной трети процента от величины лэмбовского сдвига. Источник: www.aip.org.

Молекулы позитрония

A.Mills и его коллеги из Калифорнийского университета, возможно, обнаружили связанные молекулярные состояния атомов позитрония. Пучок позитронов пропускался через пористый диоксид кремния, из атомов которого позитроны захватывали электроны с образованием позитрония. Вывод об образовании молекул сделан на основе увеличения темпа аннигиляции электронов с позитронами. Альтернативным объяснением результатов опытов может служить наличие дефектов в используемом пористом материале. Источник: prl.aps.org.

Скопление галактик MS 1054-0321

Космическим телескопом Хаббла выполнено новое исследование скопления галактик MS1054-0321. По слабому гравитационному линзированию было выявлено распределение массы в скоплении. Наблюдались три больших и несколько малых сгущений темной материи. Только два из трех больших сгустков светятся в рентгеновском диапазоне. Источник: arXiv.org.

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, 1918–2017
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение