Новости физики в Интернете


Измерение кривизны пространства времени по её влиянию на волновую функцию отдельных атомов

В отличие от ускорения свободного падения, выражаемого через градиент гравитационного потенциала, приливные гравитационные силы зависят от вторых производных потенциала и связаны с кривизной пространства времени. Кривизна пространства-времени уже измерялась с помощью трёх отдельных атомных интерферометров, в которых состояния атомов не были квантово-когерентны между собой. В новом эксперименте, который выполнили M.A. Kasevich (Стэнфордский университет, США) и его коллеги, впервые измерено влияние приливных гравитационных сил на волновую функцию отдельных атомов в одном интерферометре. На свободно падающее облачко ульрахолодного газа атомов 87Rb воздействовали лазерные импульсы, переводя атомы в различные состояния движения. Это расщепление на траектории аналогично появлению разных плеч интерферометра. Волновая функция атомов, пролетающих одновременно через два плеча, испытывала разность гравитационных сил на масштабе 10 см. Приливные силы создавались свинцовым грузом с массой 84 кг, а интерференция атомов на выходе наблюдалась с помощью ПЗС-матрицы по рассеянию на атомах фотонов. Таким путём по разности сдвига фаз волновой функции удалось измерить вариации гравитационного ускорения величиной 10-10 g. Подобный атомный интерферометр может найти применение для проверки теорий гравитации и для поиска полезных ископаемых по гравитационным аномалиям. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 183602 (2017)

Немонотонное поведение силы Казимира

В эксперименте H.B. Chan (Гонконгский университет науки и технологии) и его коллег измерена сила Казимира меду двумя поверхностями, покрытыми периодическими выступами в форме букв T. Поверхности, устройства для их перемещения (электростатические актуаторы) и сенсоры были созданы на единой кремниевой пластине методом литографии и вытравливания. Это позволило получить поверхности с точным выравниваем выступов. Измерение градиента силы Казимира осуществлялось по сдвигу частоты механических колебаний кремниевого стержня. При сближении поверхностей, когда выступы на них начинают заходить один за другой, сила Казимира дважды меняет знак, превращаясь в промежуточной области расстояний из притягивающей в отталкивающую. Отталкивающий характер силы Казимира в такой конфигурации предсказали теоретически A. Rodriguez (Принстонский университет) и его коллеги в 2008 г. Данный эксперимент является первым, в котором продемонстрирована немонотонность силы Казимира. Отталкивающая сила Казимира может оказаться полезной в наномеханике для уменьшения слипания поверхностей. Источник: Nature Photonics 11 97 (2017)

Управление квантовым состоянием молекулярного иона

Возможность управление квантовым состоянием ионов в ловушках важно для многих применений. Если для одноатомных ионов в этом вопросе был достигнут значительный прогресс, то в случае молекулярных ионов имеются сложности из-за большого числа квантовых уровней. C.-w. Chou (Национальный институт стандартов и технологий, США) и др. разработали новый метод, основанный на одновременном захвате в ловушку Пауля молекулярного 40CaH+ и атомарного 40Ca+ ионов. Под действием фотонов лазерного света происходили переходы между уровнями, и молекула 40CaH+ приобретала поступательное движение, которое через кулоновское взаимодействие передавалось атомарному иону. Состояние 40Ca+ измерить проще (по рассеянию фотонов), что позволило косвенно определять состояние молекулярного иона. Путём серии измерений и лазерных воздействий удавалось переводить 40CaH+ в заданные квантовые состояния, в том числе, в суперпозицию вращательных уровней с заданной ориентацией оси вращения. Источник: Nature 545 203 (2017)

Лазерное охлаждение трёхатомных молекул

J. Doyle (Гарвардский университет, США) и его коллеги разработали новую методику охлаждения многоатомных молекул в молекулярном пучке, названную «методом Сизифа». Молекулы, охлаждаясь под влиянием лазерного излучения, поднимаются на вершину графика потенциала взаимодействия, скатываются вниз в состояние, в котором охлаждение неэффективно, но затем с помощью магнитного поля снова переводятся в исходное состояние, и этот процесс повторяется много раз (в описываемом эксперименте — до ≈200) по мере того, как молекулы пролетают через многократно отражающиеся от зеркал и пересекающие пучок лазерные лучи. Метод был продемонстрирован на примере трёхатомных молекул SrOH. Газ молекул SrOH в пучке был охлажден по одному из поперечных направлений на два порядка величины до температуры ≈750 мкК. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 173201 (2017)

Наблюдение быстрых радиовсплесков

Природа быстрых радиовсплесков — импульсов космического радиоизлучения миллисекундной длительности с большой мерой дисперсии — пока не выяснена, и продолжается их активное изучение. С помощью радиотелескопа в австралийской обсерватории Паркса исследована поляризация излучения всплеска FRB 150215, который пришёл из направления, близкого к диску Галактики. Излучение линейно поляризовано на уровне 43±5%, и его особенностью является малый угол фарадеевского вращения. Возможным объяснением может служить противоположное направление магнитного поля на разных участках вдоль луча зрения, что ведёт к компенсации, либо малая столбцовая плотность электронов. Также продолжается изучение всплеска FRB 121102, производящего повторные импульсы. Путем наблюдений в оптическом и ИК-диапазонах установлено, что FRB 121102 генерируется в области активного звездообразования на периферии неправильной карликовой галактики. На эту же область проецируется постоянный компактный радиоисточник, который, вероятно, связан со всплеском. Условия в галактике благоприятны для взрывов мощных сверхновых, поэтому эта локализация говорит в пользу происхождения всплесков на молодых нейтронных звездах или магнитарах. С помощью нового телескопа ASKAP, состоящего из 36 антенн, зарегистрирован всплеск с большой светимостью — 58±6 Ян мс. Его наблюдение подтверждает существование отдельной популяции ультраярких (>20 Ян мс) всплесков, к которой относятся уже шесть всплесков. Применялась новая методика наблюдений, позволяющая в каждый момент времени охватывать большую эффективную площадь небесной сферы — 160 кв. град. Источники: arXiv:1705.02911 [astro-ph.HE], arXiv:1705.07698 [astro-ph.HE], arXiv:1705.07581 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Всплеск гравитационных волн GW170104

С помощью гравитационно-волнового интерферометра LIGO зарегистрирован очередной всплеск гравитационных волн GW170104. Всплеск пришел с расстояния 880 Мпк (красное смещение z=0.18), где слились две черные дыры с массами 31M и 19M, в результате чего образовалась черная дыра с массой 49M. По характеристикам всплеска также получено, что угловые моменты двух черных дыр перед слиянием не были направлены вдоль орбитального углового момента двойной системы. Гамма-телескопы обсерватории им. Э. Ферми не обнаружили гамма-сигналов, совпадающих с GW170104. Гамма-всплеск GRB170105A, наблюдавшийся спустя 23 часа после GW170104, и у которого было зарегистрировано оптическое послесвечение, как установлено, случайно оказался в направлении, близком к GW170104, т.к. красное смещение гамма-всплеска 1<z<2.9 намного больше, чем у гравитационного всплеска (источник гамма-всплеска находится значительно дальше). Источники: Phys. Rev. Lett. 118 221101 (2017), arXiv:1706.00199 [astro-ph.HE], arXiv:1706.00175 [astro-ph.HE], arXiv:1706.00024 [astro-ph.HE]

Квантовые эффекты Зенона и анти-Зенона

Исследователи из Университет Вашингтона в Сент-Луисе P.M. Harrington, J.T. Monroe и K.W. Murch продемонстрировали в едином эксперименте со сверхпроводящими кубитами как квантовый эффект Зенона, так и квантовый эффект анти-Зенона. Замедление или ускорение распада квантового состояния кубитов достигалось за счет их взаимодействия с фоновыми шумами, имеющими определенные спектры, и за счет специальных последовательностей измерений. Источник: Phys. Rev. Lett. 118 240401 (2017)

Проверка принципа эквивалентности по поляризации гамма-всплесков

Исследователи из Университета науки и технологии Центрального Китая проверили справедливость принципа эквивалентности путем поиска отличия во времени прихода излучения космических гамма-всплесков с различной круговой поляризацией. Наблюдаемый линейно поляризованный сигнал всплеска GRB 110721A рассматривался как суперпозиция двух сигналов с различной круговой поляризацией. В качестве минимального гарантированного вклада в гравитационный потенциал брался потенциал нашей Галактики. Нарушения принципа эквивалентности для поляризованных сигналов на достигнутом уровне точности не зарегистрировано, и получено новое ограничение на параметры теории. Источник: MNRAS Lett. 469 L36 (2017)

Передача квантово запутанных фотонов через спутник

J. Yin (Научно-технический университет Китая) и др. выполнили передачу пар фотонов в квантово запутанном состоянии на рекордное расстояние через космический спутник и три наземные станции. Фотоны распределялись между получателями на Земле, находящимися на расстоянии 1203 км друг от друга. Ранее из-за потерь в линиях связи удавалось передавать квантово запутанные фотоны лишь на расстояния до 100 км. Источники: Science 356 1140 (2017), www.sciencedaily.com

Активные ядра взаимодействующих галактик

A.D. Goulding (Принстонский университет, США) и др. путем обработки данных из обзора галактик «Hyper Suprime-Cam» установили, что в сталкивающихся и сливающихся галактиках вероятность наличия активных ядер в ≈2-7 раз выше, чем в одиночных галактиках. Это связано, вероятно, с аккрецией на сверхмассивные черные дыры потоков газа, который был возмущен приливными гравитационными силами. Источник: arXiv:1706.07436 [astro-ph.GA]

Управление спиновыми токами

Исследователи из Швеции и Китая в своем эксперименте продемонстрировали управляемый перенос спин-поляризованных электронов из обычного полупроводника GaAs в топологический изолятор Bi2Te3. Эта методика может найти применение в создании спинтронных устройств. Источники: Nature Communications 8 15401 (2017), 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