RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Поиск аксионов

Ультралёгкие аксионоподобные частицы (аксионы) могли бы вести себя как классическое поле, заполняющее Вселенную и взаимодействующее со спинами обычных частиц. Подобное взаимодействие должно быть когерентным и иметь характерную зависимость от времени, связанную с движением Земли. I.M. Bloch (Калифорнийский университет в Беркли и Берклиевская национальная лаборатория, США) и соавторы выполнили новый эксперимент по поиску асионов на основе этих признаков [1]. В комагнитометре сравнивались частоты прецессии спинов атомов 3He и 39K. К настоящему моменту влияния нового взаимодействия на спины не выявлено, но получены новые ограничения на величину константы связи аксионов с протонами и нейтронами в интервале масс аксионов 1,4 × 10−12-2 × 10−10 эВ. Эти ограничения являются более сильными, чем полученные раннее астрофизические ограничения (по SNO-циклу в Солнце и по охлаждению нейтронных звёзд), и на два порядка улучшают прежние лабораторные ограничения. Изначально аксионы были предложены для объяснения сильного CP-нарушения в Стандартной модели. Хотя состав тёмной материи во Вселенной пока неизвестен, аксионы остаются одиним из вероятных кандидатов на роль частиц скрытой массы. [1] Bloch I M Nature Communications 14 5784 (2023)

Новые квазичастицы – спинароны

В эксперименте F. Friedrich (Вюрцбургский университет, Германия) и соавторов впервые идентифицированы квазичастицы спинароны, предсказанные S. Lounis и др. [2]. Они представляют собой магнитные поляроны, возникающие в результате взаимодействия спиновых возбуждений с электронами проводимости. Ранее для отдельных атомов Co и Ce на плоских металлических поверхностях наблюдались интересные спектроскопические аномалии туннельного тока при нулевом потенциале смещения. Хотя для атомов Ce было найдено объяснение таких аномалий как колебательных возбуждений атомов водорода, прикрепляющихся к атомам Ce, для Co это объяснение оказалось неприменимо. В случае атомов Co аномалии интерпретировались как эффект Кондо (коллективное экранирование спинов примесей электронами проводимости) и резонанс Фано. Новые теоретические вычисления методом функционала плотности и эксперимент F. Friedrich и др. свидетельствуют о том, что для Co более вероятным объяснением аномалий является образование спинаронов. Атомы Co были помещены на поверхность меди при температуре 1,4 К и магнитном поле до 12 Т, и измерялся текущий через них туннельный ток как со спиновым усреднением, так и с поляризацией. В последнем случае использовались магнитные кластеры из атомов железа на кончике иглы микроскопа. В спектре туннельного тока были обнаружены признаки сразу нескольких спинаронных состояний, а зависимость от магнитного поля оказалась противоположной той, которая была бы в случае эффекта Кондо. Возможно, что и многие другие явления, ранее интерпретировавшиеся на основе эффекта Кондо, на самом деле объясняются спинаронами. Спинароны могут найти полезные применения в наноэлектронике. [2] Friedrich F et al. Nature Physics, онлайн-публикация от 26 октября 2023 г.

Оптический эффект Штарка в паре квантово запутанных фотонов

Генерация пар фотонов в запутанном квантовом состоянии важна для применения в устройствах квантовой инофрмации. В квантовых точках запутанные по поляризации фотоны рождаются в процессе двухфотонного резонансного возбуждения в биэкситонно-экситонном каскаде, однако эффективность этого метода остается пока ниже, чем в методе параметрической вниз-конверсии. F. Basso Basset (Римский университет Сапиенца, Италия) и соавторы исследовали влияние индуцированного лазером эффекта Штарка на спектры излучения квантовых точек и на квантовую запутанность излучаемых фотонных пар [3]. Квантовая точка в GaAs облучалась фемтосекундными лазерными импульсами. Оказалось, что эффективность запутывания зависит от соотношения длительности лазерного импульса и времени жизни верхнего возбужденного состояния точки, ответственного за генерацию каскада. В новом эксперименте длительность импульса была доведена до времени жизни указанного уровня, и была показана перспективность использования фотонных пар от квантовых точек на частотах выше ГГц, хотя пока остается широкое поле для дальнейших исследований и усовершенствований. [3] Basso Basset F et al. Phys. Rev. Lett. 131 166901 (2023)

Спектроскопия на основе таммовских плазмонов

K.V. Sreekanth (Институт материаловедения и инжиниринга (IMRE), Сингапур) и соавторы продемонстрировали в своём эксперименте новый спектрограф для резонансной рамановской спектроскопии с поверхностным усилением в участке ближнего ИК-спектра [4]. Это устройство может применяться для идентификации молекул по частотам их колебательных линий. Использовался перестраиваемый брэгговский отражатель из чередующихся слоёв стибнита Sb2S3, вносящего малые фазовые потери, и слоёв SiO2, а также тонкой металлической плёнки. На ней генерировались таммовские плазмоны с длинами волн 738-1504 нм. Непрерывная перестройка по частоте осуществлялась путём изменения структуры слоёв Sb2S3 от аморфных до кристаллических при электрическом нагреве. Лазерное излучение фокусировалось на образец с помощью линзы, и через ту же линзу наблюдался отклик рамановского рассеяния. Эксперимент показал перспективность данного устройстава как масштабируемой биосенсорной платформы для различных применений в клинической диагностике. В частности, устройство может регистрировать молекулы хромофора на волне 385 нм, и его работа была продемонтрирована для регистрации одного из белков-биомаркеров, важных для кардиологии. [4] Sreekanth K V et al. Nature Communications 14 7085 (2023)

Сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной

Гравитационное поле массивных объектов, находящихся на луче зрения, фокусирует свет подобно линзе, и данный эффект помогает наблюдать небольшие галактики на значительном расстоянии. Гравитационная линза, создаваемая скоплением галактик Abell 2744 на красном смещении z=0,308, позволила телескопу им. Дж. Уэбба выполнить наблюдение 11 галактик на красных смещениях z > 9, оцененных фотометрическим методом. Рентгеновское излучение одной из этих галактик на z ≈ 10,3 было затем измерено космической обсерваторией Чандра, и сделан вывод о наличии в галактике сверхмассивной чёрной дыры (ЧД) с массой ≈ 107-108M☉, производящей мощное излучение при аккреции газа [5]. Масса этой ЧД сравнима с суммарной массой всех звёзд галактики, тогда как у современных галактик массы центральных ЧД составляют ≈ 0,1 % от массы звёзд. Кроме того, сложно объяснить само наличие столь массивной ЧД в ту эпоху, когда Вселенная имела возраст лишь ≈ 500 млн. лет. ЧД звёздного происхождения не успели бы нарастить свою массу до указанной величины, а модели с прямым гравитационным коллапсом массивного газового облака пока не исключены, но также сталкиваются с проблемой нехватки динамического времени. Возможно, в ранние эпохи уже существовали ЧД с массами ≈ 104-105M☉, способные к z ≈ 10 нарастить массу за счёт аккреции. Одним из вариантов массивных зародышевых ЧД являются первичные ЧД, предсказаные Я.Б. Зельдовичем и И.Д. Новиковым в 1966 г [6] и обсуждавшиеся позднее в работе С. Хокинга [7]. [5] Bogdan A et al. Nature Astronomy, онлайн-публикация от 6 ноября 2023 г. [6] Зельдович Я Б, Новиков И Д Астрон. журн. 43 758 (1966); Zel'dovich Ya., B. Novikov I. D. Soviet Astronomy 10 602 (1967) [7] Hawking S Mon. Not. R. Astron. Soc. 152 75 (1971)

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, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение