Новости физики в Интернете


Поиск эффектов суперсимметрии в редких распадах

Коллаборацией LHCb на Большом адронном коллайдере исследованы очень редкие распады B0s → μ+μ- и получены новые ограничения на возможный вклад эффектов суперсимметрии в физику этих распадов. Теория суперсимметрии, объединяющая в общей схеме бозоны и фермионы, способна решить ряд проблем физики элементарных частиц и предлагает несколько кандидатов на роль частиц темной материи. Производимые в pp-столкновениях B0s-мезоны состоят из s-кварка и b-антикварка и в рамках Стандартной модели распадаются на μ+μ- с вероятностью (3,1 ± 0,2) × 10-9. При наличии суперсимметрии распады происходили бы чаще (до двух раз) за счет обмена нейтральными бозонами Хиггса. К началу 2012 г. в эксперименте LHCb было обнаружено несколько событий распадов B0s → μ+μ- и получено ограничение сверху на вероятность распада < 4,5 × 10-9 на уровне достоверности 95%. Этот результат согласуется с предсказанием Стандартной модели, а отсутствие заметного вклада суперсимметрии ограничивает минимальные суперсимметричные модели, предсказывающие большие вероятности, однако при этом не исключены более сложные модели суперсимметрии. Источники: arXiv:1208.3355 [hep-ex]), University of Cambridge

Эксперимент с отложенным выбором метода измерения

A. Peruzzo (Бристольский университет, Великобритания) и др. выполнили новый вариант квантового эксперимента с отложенным выбором (общую идею таких экспериментов предложил Дж. Уиллер), в котором выбирался способ измерения, а регистрируемые фотоны проявляли себя как волны или частицы в зависимости от сделанного выбора. В данном эксперименте, который был выполнен на «фотонном чипе», переключение способа измерений осуществлялось с помощью квантового ключа — сплиттера, включение или выключение которого определялось квантовым состоянием вспомогательных управляющих фотонов. Суперпозиция двух состояний управляющего фотона соответствовала суперпозиции типов измерения, и поэтому в определенном смысле выполнялось одновременное измерение корпускулярных и волновых свойств. Причем, изменяя веса состояний управляющего фотона, можно было осуществлять непрерывный переход от измерения корпускулярных к измерению волновых свойств. В эксперименте также изучались неравенства Белла для состояний фотонов на выходе. Максимальное нарушение этих неравенств показало, что в процессе измерения имели место квантовые эффекты, не сводимые к классическим эффектам, например, в виде «скрытых параметров». Источник: Science 338 634 (2012)

Усиление квантовых битов

G.J. Pryde (Университет Гриффита, Австралия) и его коллеги продемонстрировали методику усиления квантовых битов — кубитов, закодированных в состояниях поляризации фотонов. При передаче квантовой информации возникает проблема декогеренции состояний из-за шумовых помех, поглощения и рассеяния фотонов в линии передачи. Для усиления полезного сигнала исследователи осуществляли передачу состояния фотона, несущего кубит и прошедшего через линию с помехами, на другой фотон, который находился в более благоприятных условиях. Важно, что передача состояний в интерферометре происходила случайным образом, т. к. иначе при детерминированной передаче произошла бы квантовая декогеренция. С помощью поляризационных сплиттеров выполнялось независимое двухканальное усиление состояний с ортогональными поляризациями, а затем на выходе из усилителя эти состояния снова смешивались. В результате удалось примерно в пять раз повысить качество передачи квантового сигнала (fidelity). Данная методика может оказаться важной в устройствах с квантовыми вычислениями и для передачи квантовой информации. Источник: Nature Physics, онлайн-публикация от 11 ноября 2012 г.

Куперовские пары в ароматических углеводородах

R. Wehlitz (Университет Висконсина-Мэдисона, США) и др. обнаружили эффект образования короткоживущих пар электронов, аналогичных куперовским парам, при двойном фотовозбуждении молекул ароматических углеводородов фотонами от синхротронного источника. Для измерения спектров фотоэлектронов применялись электростатические анализаторы. Пары электронов возникали в молекулах бензола, нафталина, антрацена и коронена, имеющих кольцевую структуру с одним или несколькими углеродными кольцами. При энергии фотона примерно на 40 эВ большей порога двойного фотовозбуждения возможна ситуация, когда колебания волновой функции пары электронов соответствовали периодической структуре расположения атомов углерода в кольце, а длина кольца была кратна длине волны де Бройля пары. Это приводило к образованию короткоживущих связанных пар электронов, которые распадались вскоре после вылета из молекулы. Электроны распавшейся пары двигались, как правило, не строго в противоположные стороны по причине взаимодействия с положительными ионами в молекуле. В молекулах пиррола и фурана, имеющих кольца из пяти атомов, спаривание не возникало из-за иной геометрической конфигурации. Хотя, в отличии от куперовских пар в сверхпроводниках, обнаруженные пары связаны слабо и быстро распадаются, их изучение может оказаться полезным в создании новых органических сверхпроводников. Источник: Phys. Rev. Lett. 109 193001 (2012)

Влияние межгалактического фона на спектры блазаров

С помощью космической гамма-обсерватории им. Э. Ферми обнаружены особенности в спектрах блазаров (одного из классов галактик с активными ядрами) на красных смещениях до z = 1,6, объясняемые поглощением гамма-фотонов при взаимодействии с межгалактическим фоновым излучением оптического и УФ-диапазонов в процессе γ + γ' → e+e-. Источниками фонового излучения, которое могло также играть роль в реионизации Вселенной, было совокупное излучение звезд в галактиках, начиная с ранних эпох, а также излучение, которое генерировалось при аккреции вещества на черные дыры. Выполнить прямые измерения этого потока не удается из-за поглощения пылью в нашей Галактике. В спектрах индивидуальных блазаров измерить эффект поглощения также затруднительно, но его удалось выделить статистически на уровне достоверности 6σ для совокупности из 150 блазаров. Найденный поток межгалактического фонового излучения на частотах оптического и УФ-диапазона равен 3( ± 1) нВт м-2 ср-1 при z ≈ 1. Эта величина близка к потоку, генерируемому активными ядрами галактик. Измеренный поток дает ограничение на возможные типы источников, в частности, возникают ограничения сверху на темп образования звезд в ранней вселенной. Источник: Science 338 1190 (2012)


Новости не опубликованные в журнале


Одноатомная интерференция в свободном падении

Исследователи из Национальной лаборатории Сандия (США) реализовали схему интерференционного эксперимента с единичными свободно падающими атомами цезия. С помощью лазерного излучения атом переводился в суперпозицию состояний с различными импульсами, и происходила интерференция возможных траекторий его движения. Новизной эксперимента стало наблюдение интерференции при свободном падении атома — ранее подобную одноатомную интерференцию удавалось исследовать только в атомной лувушке. Оказалось также, что созданный атомный интерферометр может применяться для измерения сверхмалых сил, вплоть до 3.2 × 10-27  Н. Источник: Phys. Rev. Lett. 109 230401 (2012)

Магнитная аккреция в пульсарах

Сотрудники Пулковской обсерватории пришли к выводу, что значительное замедление вращения у некоторых пульсаров может объясняться влиянием магнитного поля на процесс аккреции вещества на нейтронную звезду. Этот механизм был указан В.Ф. Шварцманом и развит в работах Г.С. Бисноватого-Когана и А.А. Рузмайкина. Источники: Агентство научной информации ФИАН-информ, arXiv:1205.5953 [astro-ph.HE], arXiv:1211.4400 [astro-ph.HE]

Гамма-всплески от молний

С помощью детектора GBM на борту космической обсерватории им. Э. Ферми установлено, что всплески гамма-излучения, иногда наблюдаемые во время молний, возникают практически одновременно с регистрируемыми с поверхности Земли мощными всплесками радиоизлучения. Поэтому данные гамма- и радио-сигналы, вероятно, имеют общее происхождение. Ранее считалось, что радиовсплески происходят, как правило, из других частей молний и не связаны непосредственно с генерацией гамма-лучей. Источник: www.nasa.gov

Квантование силы Казимира

Исследователи из Техасского университета W.-K. Tse и A.H. MacDonald показали теоретически, что сила Казимира между двумерными электронными системами (например, листами графена) в магнитном поле принимает дискретные квантованные значения, а ее величина и даже знак зависят от типа носителей заряда в системах. Источник: Phys. Rev. Lett. 109 236806 (2012)

Структура ядер углерода

E. Epelbaum (Ruhr-Universityat Bochum, Германия) и др. методом вычислений на решетке исследовали структуру ядер углерода в основном и возбужденных состояниях. Оказалось, что в одном из возбужденных состояний (состоянии Хойла) нуклоны в ядре образуют три альфа-частицы, которые расположены в вершинах треугольника с неравными сторонами при тупом угле. Состояние Хойла имеет принципиальное значение для синтеза тяжелых ядер в звездах. Источники: www.sciencedaily.com, arXiv:1208.1328 [nucl-th]

Сверхдлинный гамма-всплеск

С помощью наблюдений в гамма и рентгеновском дипазонах на телескопах Konus-Wind, XMM-Newton и Swift, а также оптических наблюдений на TAROT, зарегистрирован космический гамма-всплеск GRB 111209A с рекордной длительностью 25000 секунд. Всплеск произошел на красном смещении z = 0.677, и его источником, вероятно, является очень редкое событие коллапса сверхмассивной звезды с малой металличностью. Источник: arXiv:1212.2392 [astro-ph.HE]

Рекордно далекая галактика

С помощью телескопа Хаббла найдена самая далекая из известных на сегодняшний день галактик, имеющая красное смещение z = 11.9. Эта галактика видна в то время, когда возраст Вселенной составлял всего 380 млн. лет. Источник: www.nasa.gov

Поиск анизотропии космических лучей сверхвысоких энергий

Выполнен поиск крупномасштабной анизотропии космических лучей сверхвысоких энергий (> 1018 эВ) в данных детектора Pierre Auger. Отсутствие анизотропии на уровне точности наблюдений существенно ограничивает галактическую модель происхождения космических лучей с указанной энергией, в частности, практически исключается их генерация в диске Галактики. Источник: Astrophys. J. Lett. 762 L13 (2012)

Квантовая спиновая жидкость

Y.S. Lee (Массачусетский технологический институт, США) и его коллеги впервые экспериментально продемонстрировали существование спиновой квантовой жидкости в трехмерной системе — совокупности магнитных возбуждений, переносящих дробные квантовые числа. Среда из этих возбуждений в некоторых отношениях ведет себя как жидкость и придает веществу необычные магнитные свойства. Спиновая квантовая жидкость была обнаружена в антиферромагнитном соединении ZnCu3(OD)6Cl2 методом нейтронной дифракции по наличию континуума в спектре возбуждений. Источники: Nature 492 406 (2012), www.sciencedaily.com

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