RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 8, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Масса нейтрино

Наблюдение нейтринных осцилляций свидетельствует о наличии у нейтрино ν массы mν. Хотя разности квадратов масс различных массовых состояний ν измеряются со всё возрастающей точностью [1], абсолютный масштаб mν пока остаётся неизвестным. Космология и эксперименты по поиску безнейтринного двойного β-распада дают лишь косвенное ограничение на сумму масс ν. Прямым способом измерения mν является изучение β-распада вблизи кинематической конечной точки энергетического спектра с помощью спектрометра высокого разрешения [2, 3]. Измерения такого рода проводились в Институте ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) под руководством В.М. Лобашёва и в эксперименте в Майнце (Германия) и были продолжены в международном эксперименте KATRIN (Германия) с участием исследователей из ИЯИ РАН. Коллаборацией KATRIN представлены результаты регистрации 36 млн. электронов от распадов T2 → 3He T++e−+анти-ν [4]. Ограничение на массу электронного анти-ν улучшено в два раза по сравнению с предшествующим результатом и на данный момент составляет mν<0,45 эВ. Измерение mν важно для прояснения фундаментальных вопросов в физике элементарных частиц. Нейтрино примерно на шесть порядков легче других фермионов, что может указывать на новый механизм генерации массы, включающий стерильные ν. [1] Колупаева Л Д, Гончар М О, Ольшевский А Г, Самойлов О Б УФН 193 801 (2023); Kolupaeva L D, Gonchar M O, Ol’shevskii A G, Samoylov O B Phys. Usp. 66 753 (2023) [2] Биленький С М УФН 173 1171 (2003); Bilen’kii S M Phys. Usp. 46 1137 (2003) [3] Шимковиц Ф УФН 191 1307 (2021); Simkovic F Phys. Usp. 64 1238 (2021) [4] Aker M et al., arXiv:2406.13516 [nucl-ex]

Регистрация солнечных нейтрино в экспериментах по поиску частиц тёмной материи (ТМ)

В настоящее время в нескольких подземных лабораториях ведутся поиски частиц ТМ (скрытой массы Вселенной) по эффекту их возможного рассеяния на атомных ядрах. Однако в этих же экспериментах на ядрах должно происходить упругое когерентное рассеяние ν [5], рождающихся в Солнце и в других источниках. Эти ν создают фон, названный «нейтринным туманом» («neutrino fog»), но ранее данный фон зарегистрировать не удавалось. Z. Bo (Шанхайский университет Цзяотун, Китай) и соавторы сообщили, что им впервые удалось зарегистрировать ``нейтринный туман'' в эксперименте PandaX-4T, выполняемом в Китайской подземной лаборатории Цзиньпин [6]. Детектор PandaX-4T содержит 3,7 т жидкого ксенона и предназначен для поиска частиц ТМ. Измеренный поток ν, испытавших упругое когерентное рассеяние на ядрах Xe, на уровне достоверности 2,6 σ соответствует ожидаемому потоку солнечных ν, производимых в реакциях с ядрами 8B в pp-цикле. Похожий результат со статистической значимостью 2,7 σ получен также в эксперименте XENONnT в Национальной лаборатория Гран Сассо (Италия). Хотя детекторы ТМ изначально не проектировались для регистрации ν, возможность такой регистрации открывает новые полезные каналы исследования. [5] Акимов Д Ю и др. УФН 189 173 (2019); Akimov D Yu et al. Phys. Usp. 62 166 (2019) [6] Bo Z et al., arXiv:2407.10892 [hep-ex]

Кластерная структура GaTa4⁢Se8

Лакунарная шпинель GaTa4⁢Se8 интересна тем, что она имеет свойства изолятора Мотта при комнатной температуре и становится сверхпроводником при 5,8 К, причём её сверхпроводимость, возможно, носит экзотический топологический характер. M. Magnaterra (Кёльнский университет, Германия) и соавторы методом резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей на таллиевой границе доказали, что GaTa4⁢Se8 имеет кластерную квазимолекулярную структуру [7]. Электроны в ней делокализованы по тетраэдру Ta4, создавая квазимолекулярные спин-орбитальные моменты Jtet=3/2. Внутрикластерные взаимодействия смешивают электронные орбитали, уменьшая на треть эффективную константу спин-орбитальной связи. Благодаря смешиванию волновая функция кластера чувствительна к структурным изменениям, вызванным, например, внешним давлением или химическим замещением. Это свойство GaTa4⁢Se8, как и других соединений данного семейства, может найти полезные технические применения. [7] Magnaterra M et al. Phys. Rev. Lett. 133 046501 (2024)

Квантовый эффект Мпембы

Эффектом Мпембы, наблюдавшимся в ряде экспериментов, называют ситуацию, когда изначально более горячая система охлаждается быстрее, чем холодная. В коллоидных системах наблюдался также обратный эффект Мпембы с ускоренным нагревом из более холодного начального состояния. Теоретически рассматривались квантовые аналоги эффекта Мпембы, возникающие за счёт квантовой запутанности и флуктуаций. Группой исследователей из Института им. Вейцмана (Израиль) впервые продемонстрирован обратный квантовый эффект Мпембы для единичного кубита на основе иона 88Sr+ в тепловой фотонной бане [8]. Ион с большей степенью когерентности испытывал декогеренцию (нагревался) и приходил в равновесие с окружением быстрее, чем ион с меньшей изначальной когерентностью. Более того, холодный кубит мог нагреваться экспоненциально быстрее тёплого кубита, что демонстрирует сильную версию эффекта Мпембы. Прямой квантовый эффект Мпембы обнаружен также в другом эксперименте [9] в цепочке из 12 ионов, где исследовалось время восстановления симметрии при более или менее сильном начальном отклонении от симметричного состояния. [8] Shapira S A et al. Phys. Rev. Lett. 133 010403 (2024) [9] Joshi L K et al. Phys. Rev. Lett. 133 010402 (2024)

Лебедь X-3

Рентгеновский источник Лебедь X-3 уже около 50 лет привлекает большое внимание из-за своих необычных свойств, в частности, мощных вспышек в радиодиапазоне и наличия гамма-излучения [10]. Источник, предположительно, представляет собой двойную систему из звезды Вольфа – Райе и компактного объекта (чёрной дыры или нейтронной звезды) на расстоянии ≈ 9.7 кпк от Земли. В наблюдениях космического телескопа IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) впервые удалось обнаружить поляризацию рентгеновского излучения Лебедя X-3 [11] и прояснить механизм излучения. Во время активной рентгеновской фазы в диапазоне 2-8 кэВ степень линейной поляризации достигает 20,6 ± 0,3 %, она ортогональна к направлению радиоизлучения и при 3.5-6 кэВ почти не зависит от энергии. Эти свойства указывают на наличие коллимации потока рентгеновского излучения с углом полураскрытия ≤15°, определяемым, вероятно, воронкой в оптически толстой среде. В поляризационном сигнале доминирует часть излучения аккреционного диска, отражённая от внутренней области воронки. Коллимация, в свою очередь, свидетельствует об аккреции газа в сверхкритическом режиме, когда поток излучения превышает предел Эддингтона. С учётом величины угла раскрытия, светимость объекта в диапазоне 2-8 кэВ составляет ≥ 5,5 × 1039 эрг с−1, и тем самым Лебедь X-3 может быть отнесен к классу ультраярких рентгеновских источников. [10] Владимирский Б М, Гальпер А М, Лучков Б И, Степанян А А УФН 145 255 (1985); Vladimirskii B M, Gal’per A M, Luchkov B I, Stepanyan A A Sov. Phys. Usp. 28 153 (1985) [11] Veledina A et al. Nat. Astron. 8 1031 (2024)

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