Новости физики в Интернете


Экспериментальная реализация дискретно-временного кристалла

М.Д. Лукин (Гарвардский университет, США) и его коллеги впервые продемонстрировали в эксперименте дискретно-временной кристалл, характеристики которого повторяются через равные интервалы времени подобно тому, как свойства обычных кристаллов периодичны в пространстве. Временные кристаллы были предсказаны теоретически F. Wilczek, хотя первоначальная идея, относящаяся к системам в тепловом равновесии, оказалась физически нереализуемой. Но позже было показано, что в неравновесной системе с накачкой дискретно-временной кристалл создать можно. Именно такая система была исследована в эксперименте М.Д. Лукина и его коллег. Дискретно-временной кристалл был реализован в системе азото-замещенных вакансий в кристалле алмаза при комнатной температуре. Наблюдались коллективные осцилляции спинов вакансий с периодами, равными двум и трём периодам следования микроволновых импульсов накачки. Независимо дискретно-временной кристалл был получен другой группой исследователей — J. Zhang (Мэрилендский университет и Национальный институт стандартов и технологий, США) и др. — в цепочке захваченных в ловушку ионов. Источники: Nature 543 217 (2017), Nature 543 221 (2017)

Бозе – эйнштейновский конденсат с отрицательной эффективной массой

Эффективная масса квазичастицы или иной подсистемы выражается через вторую производную её энергии по импульсу meff=(d2E/dp2)-1, и на некоторых участках дисперсионного соотношения E(p) эффективная масса meff может быть отрицательной, тогда как плотность вещества при этом остаётся положительной. Ранее отрицательная meff уже была реализована в ряде систем со спин-орбитальной связью атомов. M.A. Khamehchi (Университет штата Вашингтон, США) и др. в своем эксперименте показали, что отдельные участки бозе – эйнштейновского конденсата атомов 87Rb также могут иметь meff<0. Спин-орбитальное взаимодействие создавалось с помощью лазерного излучения, которое когерентно связывало атомные уровни |F,mF⟩=|1,-1⟩ и |1,0⟩. В области отрицательной meff наблюдалось нарушение галилеевской ковариантности, когда направление ускорения части конденсата было противоположно действию силы, создаваемой потенциалом ловушки. При таком асимметричном разлёте происходило явление самозахвата — преобладание сжатия над общим расширением. Экспериментальные данные хорошо описываются уравнением Гросса – Питаевского, решение которого помогло прояснить роль отрицательной meff в наблюдаемых явлениях. В частности, она ответственна за ударные волны и последовательности солитонов, уносящих энергию через границу конденсата. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 155301 (2017)

Однородный ферми-газ в оптической ловушке

Неоднородность газа в атомных ловушках затрудняет наблюдение ряда тонких эффектов, которые должны иметь место в однородном случае. B. Mukherjee (Массачусетский технологический институт, США) и др. получили однородный ферми-газ ультрахолодных атомов 6Li, используя захватывающий потенциал специальной формы. Стенки ловушки создавались лазерным лучом в форме полой трубки, которая была ограничена двумя поперечными сечениями, формируемыми дополнительными лучами. Сила гравитации компенсировалась с помощью магнитного поля, так что атомы свободно левитировали. В таком гибридном потенциале захваченный газ был с хорошей точностью однородным. Это позволило выполнить наблюдение явлений, которые зачастую недоступны изучению в неоднородных системах. Так, в распределении по импульсам спин-поляризованных атомов наблюдалось насыщение чисел заполнения частиц в импульсном пространстве — блокада Паули. Измерение сжимаемости показало сверхтекучий переход в спиново-сбалансированном ферми-газе и сильное притяжение в поляронном режиме. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 123401 (2017)

Наноантенна в рентгеновском детекторе

Создание сцинтилляционных рентгеновских детекторов малого размера затруднительно из-за низкого выхода фотонов. В новом устройстве, которое продемонстрировали T. Grosjean (Университет Бургундии — Франш-Конте, Франция) и его коллеги, эта трудность преодолевается тем, что сцинтиллятор соединяется с оптоволокном и фотодетектором не непосредственно, а через наноантенну, работающую в оптическом диапазоне. Рупорная диэлектрическая антенна была создана на конце одномодового оптоволокна методом фотополимеризации. Раструб антенны обращён в сторону оптоволокна диаметром 125 мкм, а с обратной стороны антенны прикреплялся кусочек сцинтиллятора. Снаружи устройство покрыто тонким слоем алюминия, который пропускает рентгеновские лучи, но хорошо отражает фотоны оптического диапазона. Благодаря такой конструкции, большая часть оптических фотонов, которые образуются в сцинтилляторе под влиянием рентгеновского излучения, попадают в оптоволокно и затем регистрируются фотодетектором. Минимальный поток рентгеновского излучения, который удавалось регистрировать, составляет ≈103 фотонов с-1 мкм-2. Новый детектор может найти важные практические применения. Например, он может быть смонтирован на эндоскопе и выполнять роль ультракомпактного рентгеновского дозиметра при радиотерапии. Об оптических наноантеннах см. в обзоре А.Е. Краснок и др. в УФН 183 561 (2013). Источник: Optics Letters 42 1361 (2017)

Избыток гамма-излучения из центра Галактики

В ряде работ было отмечено, что поток гамма-излучения из центра нашей Галактики, измеренный космическим гамма-телескопом Fermi-LAT, при энергиях в несколько ГэВ превышает тот поток, который ожидался в обычных моделях генерации гамма-излучения космическими лучами при их взаимодействии с межзвездным газом и излучением. Одним из объяснений избытка гамма-излучения является аннигиляция частиц тёмной материи. Fermi-LAT продолжает наблюдение центра Галактики, и в новом анализе данных, накопленных за 6,5 лет, учтена неопределённость в интенсивности фоновых излучений, в потоках космических лучей и в моделях их распространения. Кроме того, учитывался возможный вклад пузырей Ферми -- гигантских диффузных гамма-источников, находящихся по обе стороны от диска Галактики. Даже с учётом этих неопределённостей, избыток гамма-излучения из центра Галактики остается статистически значимым. Обнаружено, что сигнал от контрольных областей вдоль диска Галактики, в которых плотность темной материи должна быть мала, также показывает избыток гамма-излучения, поэтому аннигиляция может быть не единственным источником избытка. Коллаборация Fermi-LAT, используя имеющиеся данные в качестве предела сверху на возможный аннигиляционный сигнал, получила новые ограничения на сечение аннигиляции частиц тёмной материи. Источник: arXiv:1704.03910 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Новые частицы-резонансы

В эксперименте LHCb, выполняемом на Большом адронном коллайдере, обнаружены пять новых короткоживущих барионов с массами 3, 3,05, 3,066, 3,09 и 3,119 ГэВ, которые являются возбужденными состояниями бариона Ω0c. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 182001 (2017)

Поляризация быстрого радиовсплеска

С помощью радиотелескопа в обсерватории Паркса зарегистрирован быстрый радиовсплеск FRB 150215 из направления, близкого к диску галактики. Излучение всплеска линейно поляризовано на уровне 43 %. Отличительной особенностью этого всплеска является неожиданно малый угол фарадеевского вращения. Возможным объяснением может служить противоположное направление магнитного поля на разных участках вдоль траектории радиосигнала, что ведет к компенсации эффекта вращения. Источник: arXiv:1705.02911 [astro-ph.HE]

Многофункциональный транзистор

F. Hartmann (Вюрцбургский университет, Германия) и др. продемонстрировали транзистор на основе квантовой точки, который помимо обычных свойств транзистора способен хранить информацию и реагировать на свет. На основе таких транзисторов можно создать компьютерные ячейки, которые выполняют логические операции и одновременно служат ячейками памяти. А также можно будет моделировать функции нейронов мозга. Источники: Nano Lett. 17 2273 (2017), agencia.fapesp.br

Локализация быстрого радиовсплеска FRB 121102

Путем наблюдений в оптическом и ИК-диапазоне установлено, что быстрый радиовсплеск FRB 121102 генерируется в области активного звездообразования радиусом 0.68 кпк на периферии карликовой галактики. На эту же область проецируется постоянный компактный радиоисточник, который, вероятно, связан с радиовсплеском. Эта локализация говорит в пользу происхождения быстрых радиовсплесков на молодых нейтронных звездах или магнитарах. Источник: arXiv:1705.07698 [astro-ph.HE]

Концентрация света в наномасштабе

Исследователи из Массачусетского технологического института H. Choi, M. Heuck и D. Englund предложили теоретически и продемонстрировали в компьютерном моделировании возможность концентрации электромагнитного поля с ростом напряженности поля на четыре порядка при его прохождении через имеющую специальную конфигурацию щель нанометрового размера в кристалле кремния. Благодаря большой напряженности, керровские нелинейности в такой системе должны быть сильны даже при прохождении через щель единичных фотонов, и за счет этих нелинейностей вблизи щели будет возможно взаимодействие фотонов друг с другом. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 223605 (2017)

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