Новости физики в Интернете


Столкновение солитонов в конденсате Бозе-Эйнштейна

J.H.V. Nguyen (Университет Райса, США) и др. показали, что движущиеся солитоны в бозе-эйнштейновском конденсате могут проходить друг сквозь друга, сохраняя свои размеры и форму. Конденсат атомов 7Li, полученный путём испарительного охлаждения, удерживался в цилиндрической потенциальной ловушке. С помощью излучения лазера поперёк ловушки создавался дополнительный потенциальный барьер, и облачко разделялось на две части. Затем путём изменения величины магнитного поля уменьшалась длина рассеяния с переходом через резонанс Фешбаха, и в двух частях ловушки на расстоянии 26 мкм друг от друга появлялись солитоны, состоящие каждый из ≈ 28000 атомов. После выключения барьера солитоны двигались навстречу друг другу, проходя ловушку туда и обратно по несколько раз. Наблюдение солитонов проводилось в реальном времени по рассеянию излучения. Как и предсказывалось теоретически из решения уравнения Гросса-Питаевского, при нулевой разности фаз волновых функций солитонов Δφ = 0 в точке столкновения солитоны усиливали друг друга, а в противофазе Δφ = π из-за деструктивной интерференции плотность газа понижалась. В некоторых случаях между сталкивающимися солитонами оставался пространственный зазор, однако было доказано, что солитоны не отскакивают упруго, а проходят через зазор и друг сквозь друга. Для этого были созданы солитоны разного размера, например, с отношением числа атомов 2:1, которые можно было различать как до, так и после прохождения. При столкновениях достаточно плотных солитонов, которые уже нельзя было считать одномерными объектами, наблюдался их коллапс — разрушение. Аналогичные коллапсы солитонов ранее уже наблюдалось в нелинейной оптике. Источник: Nature Physics 10 918 (2014)

FFLO-фаза в сверхпроводнике

V.F. Mitrovic (Брауновский университет, США) и её коллеги подтвердили в своём эксперименте теоретическое предсказание, которое сделали P. Fulde, R. Ferrell, A.I. Larkin и Y.N. Ovchinnikov в 1964 г. Согласно их расчётам, вблизи верхнего критического магнитного поля сверхпроводник может разбиваться на дискретные слои, между которыми в узлах параметра порядка располагаются слои с нормальной проводимостью. Это состояние названо FFLO-фазой по фамилиям авторов. Данный эффект возможен в том случае, если в сверхпроводнике имеется различное количество электронов с противоположными направлениями спина. Тогда неспаренные электроны вызывают формирование квазичастиц в связанных состояниях Андреева, и появляются несверхпроводящие слои. Эксперимент выполнен в Национальной лаборатории больших магнитных полей — LNCMI (г. Гренобль, Франция). Исследование органического сверхпроводника κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 проводилось методом ядерного магнитного резонанса на атомах 13C, причём сверхпроводник был специально изготовлен с использованием этого изотопа. Образец облучался последовательностью импульсов, и по спиновому эху находилось время спиновой релаксации. Максимумы зависимости времени релаксации от магнитного поля свидетельствовали о наличии состояний Андреева и FFLO-фазы. Ранее FFLO-фаза наблюдалась лишь косвенным методом по фазовой диаграмме сверхпроводника. Возможно, что FFLO-фаза может возникать в веществе нейтронных звёзд, у которых, как полагают, имеется и сверхпроводимость и сильные магнитные поля. Кроме того, FFLO-фаза может найти практические применения в спинтронике. Источник: Nature Physics 10 928 (2014)

Газ диполярных молекул

T. Takekoshi (Университет Инсбрука, Австрия) и др. получили и исследовали ультрахолодный газ молекул 87Rb133Cs в нижнем состоянии гипертонкого расщепления их энергетических уровней. Молекулы 87Rb133Cs получались путем магнитоассоциации в ультрахолодной смеси газов 87Rb и 133Cs в магнитном поле. Переходы молекул между уровнями вызывались с помощью излучения лазера со специально подобранными частотами методом стимулированного адиабатического рамановского прохождения. С эффективностью 90 % газ удавалось перевести в низшее из состояний гипертонкого расщепления, причём контроль состояния осуществлялся с помощью магнитного поля. Диполярная природа молекул 87Rb133Cs была показана по характерному квадратичному смещению частот переходов в зависимости от электрического поля. В эксперименте также была исследована и подтверждена хорошая устойчивость диполярных молекул 87Rb133Cs в низшем энергетическом состоянии по отношению к парным столкновениям в газе. Источник: Phys. Rev. Lett. 113 205301 (2014)

Магнитное зеркало для ИК-диапазона

Как правило, отражение излучения от зеркала происходит за счёт взаимодействия вектора электрического поля падающей электромагнитной волны с электрическими зарядами в веществе. S. Liu (Sandia National Laboratories, США) и др. создали неметаллическое зеркало для ИК-диапазона, в котором взаимодействие с веществом зеркала испытывает не электрическое, а магнитное поле волны. Если в первом случае при отражении происходит обращение фазы, то при магнитном взаимодействии фаза отражённой волны совпадает с фазой падающей волны, что впервые продемонстрировано в эксперименте. Магнитные зеркала на основе метаматериалов ранее уже создавались из металлических и кремниевых элементов, но у них были очень большие потери при отражении, и в экспериментах не проводилась прямая проверка изменения фазы. S. Liu и др. изготовили новый метаматериал, состоящий из двумерного массива приблизительно кубических субволновых микрорезонаторов из диэлектрика с малыми потерями (теллура) на подложке BaF2. Для измерений применялась методика «time-domain spectroscopy», основанная на отражении излучения лазера от образца и сравнении отражённого света с опорным лучом при их смешивании в кристалле GaSe. Часть поверхности того же образца была покрыта слоем золота, что позволило напрямую сравнить отражательные свойства магнитного и обычного зеркала и установить различие в фазах отражённых волн. При отражении от метаматериала фаза не изменялась, что свидетельствовало о магнитном характере отражения. Подобные магнитные зеркала перспективны для создания чувствительных химических сенсоров и термодатчиков. Источник: Optica 1 250 (2014)

Чёрная дыра звёздной массы в ультраярком рентгеновском источнике

Вероятными объяснениями природы ультраярких рентгеновских источников, наблюдаемых в галактиках, считается аккреция вещества на чёрные дыры промежуточных масс (≥102M) или аккреция в сверхэддингтоновском режиме на чёрные дыры звёздных масс. Часть ультраярких источников излучает по первому механизму (например, источник X-1 в галактике M82), а некоторые — по второму, как показано в новом исследовании источника P13 в галактике NGC 779311, выполненном C. Motch (Страсбургский университет, Франция) и др. Использовались данные рентгеновских и оптических телескопов, полученные на протяжении нескольких лет. Объект P13 представляет собой двойную систему с орбитальным периодом 64 суток, состоящую из звезды-сверхгиганта с массой (18-23)M и чёрной дыры. Большая светимость и форма спектра P13 являются типичными для ультраярких рентгеновских источников. Путём моделирования оптических и УФ-модуляций излучения, возникающих из-за рентгеновского нагрева звезды, получено, что масса чёрной дыры составляет не более 15M. Таким образом, этот ультраяркий рентгеновский источник относится к классу источников с чёрной дырой звездных масс, хотя его рентгеновская светимость примерно в два раза превышает эддингтоновскую светимость. Источник: Nature 514 198 (2014)


Новости не опубликованные в журнале


Протоны в нижних радиационных поясах

С помощью космического детектора PAMELA с высокой точностью измерены распределение и спектр протонов с энергиями более 70 МэВ, захваченных в нижних радиационных поясах Земли, в том числе, в области Южно-атлантической магнитной аномалии. Эти протоны являются продуктами распадов нейтронов, рождающихся при взаимодействии космических лучей с атмосферой. Источник: arXiv:1412.1258 [astro-ph.EP]

Измерение космологических расстояний

A. Heavens, R. Jimenez и L. Verde разработали метод измерения космологических расстояний с минимумом модельных предположений, основываясь только на данных по сверхновым и распределению галактик. Найденный ими характерный масштаб барионных акустических осцилляций (103.9±2.3)h-1 Мпк. согласуется с величиной (99.3±2.1)h-1 Мпк., полученной ранее по данным телескопа Планк, но менее модельно зависим. Источник: Phys. Rev. Lett. 113 241302 (2014)

Размер излучающей области в центре галактики IC 310

Наблюдение с помощью телескопов MAGIC быстрой переменности гамма-излучения из центра галактики IC 310 показало, что размер излучающей области должен быть очень мал: менее 20 % радиуса горизонта сверхмассивной черной дыры в ядре галактики. В качестве возможного механизма быстропеременного излучения предлагается ускорение частиц электрическим полем в магнитосферной щели у основания радиоджета. Источник: arXiv:1412.4936 [astro-ph.HE]

Звездообразование в сталкивающихся карликовых галактиках

S. Stierwalt (Университет Вирджинии, США) и др. выполнили обширную программу наблюдений взаимодействующих и сливающихся карликовых галактик и впервые показали, что при взаимодействии в них возрастает темп образования звезд. Аналогичный эффект ранее был известен для взаимодействующих больших галактик. Повышение темпа звездообразования объясняется появлением потоков газа и неустойчивостей из-за приливного гравитационного взаимодействия. Источник: arXiv:1412.4796 [astro-ph.GA]

Далекое массивное скопление галактик

С помощью космического рентгеновского телескопа Чандра установлено, что скопление галактик XDCP J0044.0-2033 имеет массу около 400 млрд. масс Солнца. Это рекордно большая масса для скопления, наблюдаемого в ту эпоху, когда возраст Вселенной составлял всего 3.3 млрд. лет. Рождение такого скопления, хотя и вписывается в стандартрую космологическую модель, является довольно редким событием. Источник: Chandra Press Room

Пьезоэлектричество в микроскопических образцах

H. Zhu (Калифорнийский университет в Беркли, США) и др. измерили в своем эксперименте пьезоэлектрические характеристики тонких свободно закрепленных (без подложки) образцов MoS2. Пьезоэлектрическими свойствами обладают только образцы с нечетным числом молекулярных слоев, что объясняется свойствами нарушенной обратной симметрии в двумерных кристаллах MoS2. Подобные тонкие пьезоэлектрики могут найти применение в чувствительных микросенсорах и в наноэлектронике. Источники: Nature Nanotechnology, онлайн-публикация от 22 декабря 2014 г., 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