Новости физики в Интернете


Недеструктивная регистрация фотонов

В ряде экспериментов была реализована методика так называемых «слабых квантовых измерений», в которых квантовое состояние исследуемой системы при измерении не разрушается благодаря тому, что извлекается только часть квантовой информации. В частности, S. Haroche и др. в 1990-х годах путём «слабых измерений» регистрировали фотоны микроволнового излучения в резонаторе. Исследователи из Института квантовой оптики Общества им. М. Планка (Германия) A. Reiserer, S. Ritter и G. Rempe впервые реализовали подобный недеструктивный метод регистрации по отношению к фотонам оптического диапазона. В эксперименте использовался атом 87Rb, помещённый в оптический резонатор между двумя полупрозрачными зеркалами. Атом находился в состоянии суперпозиции двух состояний, одно из которых было связано с резонатором, а второе — нет. Когда атом находится в первом состоянии, фотоны не могли проникнуть в резонатор, сразу отражаясь. При нахождении атома во втором состоянии, фотоны проникали в резонатор и отражались от второго зеркала, при этом разность фаз указанных двух состояний атома менялась на 180°. Разность фаз у атома, находящегося в предварительно подготовленной суперпозиции состояний, измерялась по свойствам излучаемых им флуоресцентных фотонов, и делался вывод о том, испытал ли атом сдвиг фаз от прохождения фотона. Важно, что установление факта пролёта фотона через резонатор не разрушало квантовое состояние кубита (квантового бита), которое этот фотон мог бы кодировать, например, своим состоянием поляризации. Источник: Science, онлайн-публикация от 14 ноября 2013 г.

Левитоны

D.C. Glattli (Институт вещества и излучения в г. Сакле, Франция) и его коллеги впервые получили в своем эксперименте квазичастицы, предсказанные почти 20 лет назад Л.С. Левитовым, Д.А. Ивановым, Г.Б. Лесовиком и H.W. Leea (Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, Институт физики твердого тела РАН и Массачусетский технологический институт (США)). Квазичастицы, названные авторами эксперимента левитонами (солитоны Левитова), переносят волну электронной плотности, причем важно, что одновременно с электронным возбуждением не возникает дырка (электронная вакансия). В эксперименте левитоны перемещались по проводящей гетероструктуре между двумя электродами, рождаясь под действием зависящего от времени потенциала. Как и предсказывает теория, если изменение потенциала имеет форму распределения Лоренца, то левитоны рождаются наиболее эффективно, т.к. лоренцева кривая соответствует целочисленной величине переносимого возбуждением заряда. Проверка показала, что в случае иной формы потенциального импульса (прямоугольной или синусоидальной) левитоны рождались менее эффективно, и был велик вклад от дырок. Левитоны регистрировались двумя способами. В первом из них измерялся электронный шум в образце. В случае с левитонами шум был значительно слабее, чем при рождении пар электронов и дырок. Второй способ был основан на генерации двух левитонов сдвинутыми по времени импульсами потенциала и измерения их антикорреляции (эффект Хонга – У – Мандела) в центре проводника. Данные измерения показали, что левитоны действительно являются квантовыми квазичастицами, подчиняющимися статистике Ферми. Левитоны могут найти применение в качестве переносчиков квантовой информации в твердотельных квантовых компьютерах. Источник: Nature 502 659 (2013)

Диссоциации молекул водорода

J. Robert (Университет Париж-юг, Франция) и его коллеги из Франции и Бразилии впервые наблюдали канал диссоциации молекул H2 на пару атомов водорода в метастабильных состояниях 22S. Хотя ранее диссоциация H2 на H(22S) уже подробно излучалась, в экспериментах не регистрировались напрямую два атома H(22S), происходящие из одной молекулы. Причиной является малое сечение диссоциации по указанному каналу. В новом эксперименте пучок молекул H2 пересекал пучок электронов, и их столкновения вызывали диссоциацию молекул. На расстояниях в несколько см от точки пересечения располагались два фотодетектора над и под плоскостью, в которой лежат пучки. Эти детекторы регистрировали Lyα фотоны, испускаемые при переходов атомов на нижний энергетический уровень. Исследование методом совпадений позволило обнаружить несколько тысяч H(22S)-H(22S) пар атомов. Когда детекторы располагались на различных расстояниях от точки столкновений наблюдался временной сдвиг между сигналами, объясняемый пролётом атома дополнительного расстояния до распада метастабильного уровня. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 183203 (2013)

Броуновское движение несимметричных частиц

A. Chakrabarty (Университет Кента, США) и др. исследовали броуновское движение коллоидных микрочастиц, имеющих форму бумеранга, и установили, что в начале наблюдения частицы движутся преимущественно вдоль линии симметрии в направлении расхождения плеч бумеранга, а позже движение частиц становится хаотичным. Это поведение отличается от поведения круглых или эллипсоидальных частиц, которые с самого начала движутся хаотично. Частицы в форме бумеранга с длинами плеч 2,1 мкм, расположенных под прямым углом, были изготовлены методом фотолитографии из полимерного материала. В воде между двумя листами стекла они образовывали суспензию, и их квазидвумерное движение можно было наблюдать через стекло с помощью микроскопа и видеокамеры. Если начать следить за частицей, то, сначала, как и ожидалось теоретически, она двигалась вдоль оси симметрии с ненулевым средним перемещением по направлению суммарной силы, оказываемой на неё молекулами. Однако на больших временах движение выглядит хаотичным, как у броуновского движения симметричных частиц. Это объясняется тем, что с течением времени частица поворачивается и её преимущественное направление движения меняется. Выяснение свойств броуновского движения несимметричных частиц может найти применение для сортировки или упорядочивания больших органических молекул. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 160603 (2013)

Далёкая галактика

С помощью ИК-спектрографа MOSFIRE на 10-метровом телескопе Keck I обнаружена галактика с высоким темпом звездообразования на красном смещении z = 7,5078 ± 0,0004. Галактика наблюдается в ту эпоху, когда возраст Вселенной составлял 700 млн. лет, и является рекордно далёкой из тех галактик, для которых в настоящее время имеется спектроскопическое подтверждение величины z. S.L. Finkelstein (Техасский университет в Остине, США) и др. изучили 43 галактики на z≥6,5 среди отобранных ранее телескопом Хаббла галактик-кандидатов. Спектральную линию, которую с хорошей достоверностью можно интерпретировать как Lyα, удалось обнаружить только в случае одной указанной выше галактики. По-видимому, при z≥6,5 какие-то эффекты затрудняют регистрацию Lyα. Это может быть высокая доля нейтрального водорода в межгалактической среде или большое количество газа в самих галактиках. Цвет указанной галактики соответствует относительно высокому содержанию в ней тяжёлых элементов. Ввиду большого z обогащение металлами должно было произойти очень быстро — оценка темпа образования звёзд составляет ≈ 330M год-1, что на два порядка превышает современный темп звездообразования в нашей Галактике. Источник: arXiv:1310.6031 [astro-ph.CO]


Новости не опубликованные в журнале


Состояния континуума в ядрах

Yu. Aksyutina (Центр по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца, Германия) и др. методом неупругого нейтронного рассеяния исследовали переходы между дискретными энергетическими уровнями и уровнями континуума в ядрах 14Be. Было подтверждено наличие обнаруженных ранее областей континуума, а также найдены новые области. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 242501 (2013)

Молекулы ArH+ в космосе

Впервые в космическом пространстве обнаружены молекулы, содержащие в своем составе атомы инертного газа. Молекулярные ионы ArH+ были найдены в Крабовидной туманности путем идентификации двух спектральных линий, причем, эти линии соответствуют изотопу 36Ar. Источник: physicsworld.com

Углерод под давлением

D. Kraus (Технический университет Дармштадта, Германия) и др. исследовали ионную структуру жидкого углерода под давлением 100 ГПа. Применялся метод рассеяния рентгеновского излучения на образце графита при его ударном сжатии. Полученные результаты хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями. В частности, была показана важная роль химических связей между атомами углерода. Созданные в эксперименте условия близки к тем, что могут иметь место в недрах планет-гигантов. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 255001 (2013)

Возможная регистрация частиц темной материи в эксперименте CDMS II

В эксперименте CDMS II, выполняемом в подземной лаборатории в шт. Миннесота (США), зарегистрированы три события-кандидата рассеяния частиц темной материи на ядрах, тогда как оценка фона дает лишь примерно 0.4 события. Отмеченные события соответствуют частицам темной материи с массами 8.6 ГэВ. Вероятность того, что эти три события являются фоновыми составляет примерно 5.4 %. Источники: Phys. Rev. Lett. 111 251301 (2013), Cryogenic Dark Matter Search experiment

Наносекундные разряды в водороде

Исследователи из Израильского технологического института и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН изучили электрические разряды длительностью 5 нс в молекулярном водороде под большим давлением. Было обнаружено, что в процессе разряда в газе формируется плазменный канал, напряженность электрического поля в котором достигает 30 кВ см-1. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 255001 (2013)

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