RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 6, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Возможное обнаружение глюбола

В теории сильных взаимодействий – квантовой хромодинамике предсказывается существование экзотического адрона – глюбола, отличающегося от обычных мезонов и барионов отсутствием в его составе кварков. Рождение таких частиц, состоящих только из глюонов (переносчиков сильного взаимодействия), возможно за счёт нелинейного самовзаимодействия глюонного поля, несущего цветовой заряд. Но из-за малого времени жизни и смешивания глюболов с мезонами их не удаётся надёжно зарегистрировать в эксперименте, хотя некоторые свидетельства рождения глюболов были получены на Большом адронном коллайдере в 2021 г. Радиационный распад J/ψ-мезона является процессом, богатым глюонами, поэтому он считается перспективным для изучения глюболов. Среди продуктов распада должен присутствовать адрон X(2370), известный также как π+π-η'-резонанс, который может быть легчайшим псевдоскалярным глюболом. В эксперименте BESIII на Пекинском электрон-позитронном коллайдере выполнены новые измерения вероятности различных каналов распада J/ψ-мезона, а также масса и ширина распада X(2370) [1]. На основе изучения 1010 распадов J/ψ статистическая значимость регистрации X(2370) оценивается как 11,7 σ. Кроме того, впервые измерена спин-чётность этой частицы – 0+−, как и должно быть у глюбола. Измеренная масса 2395 ± 11(стат.)+26−94(сист.) МэВ частицы X(2370) также хорошо соответствует массе 2395 ± 14 МэВ, предсказываемой для глюбола методом «КХД на решётке». [1] Ablikim M et al. Phys. Rev. Lett. 132 181901 (2024)

Квантовое измерение без коллапса волновой функции

В квантовой механике процесс измерения часто описывается как коллапс волновой функции, когда при взаимодействии с классическим измерительным прибором происходит переход квантовой системы в одно из собственных состояний [2-4]. Тем не менее H.E. Dyte (Шеффилдский университет, Великобритания) и соавторы продемонстрировали в своём эксперименте пример квантового измерения без коллапса волновой функции [5]. Исследовался кубит на основе спина электрона в квантовой точке GaAs/AlGaAs в магнитном поле. С помощью связи, далёкой от резонанса, кубит взаимодействовал с системой из ≈104-105 ядерных спинов, имеющих длительное время когерентности. Благодаря столь большому числу спинов система могла рассматриваться как классический объект. Состояние спина электрона копировалось на состояния сразу многих ядерных спинов, и эта избыточность позволяла измерять состояние электрона с квантовой точностью 99,85 %, причём измерение не приводило к коллапсу волновой функции, а допускало описание процесса измерения в рамках её линейной эволюции. Измерение без коллапса волновой функции напоминает концепцию «квантового дарвинизма», описывающую переход от квантового состояния к классическому. [2] Кадомцев Б Б, Кадомцев М Б УФН 166 651 (1996); Kadomtsev B B, Kadomtsev M B Phys. Usp. 39 609 (1996) [3] Белинский А В УФН 190 1335 (2020); Belinsky A V Phys. Usp. 63 1256 (2020) [4] Федоров А К и др. УФН 193 1162 (2023); Fedorov A K et al. Phys. Usp. 66 1095 (2023) [5] Dyte H E et al. Phys. Rev. Lett. 132 160804 (2024)

Нестационарный эффект Капицы – Дирака

П.Л. Капица и П. Дирак в 1933 г. показали теоретически возможность дифракции пучка электронов на стоячей электромагнитной волне за счёт вынужденного комптоновского рассеяния [6]. Эффект Капицы – Дирака исследуется в экспериментах с 1965 г. [7, 8], но лишь в 2001 г. удалось наблюдать его в чистом виде с проверкой брэгговского условия отражения на стоячей волне. Изначально эффект Капицы – Дирака рассматривался в стационарном случае с монохроматическим спектром электронов. R. Dorner (Университет Гёте, Германия] и его коллеги впервые выполнили наблюдение нестационарного сверхбыстрого эффекта Капицы-Дирака для коротких электронных импульсов с широким спектром [9]. Электроны выбивались при туннельной ионизации атомов ксенона [10] под действием 60-фемтосекундных лазерных вспышек. Часть лазерного света, не производящая ионизацию, служила пробным пучком, на котором происходила интерференция в виде набора дополнительных колебаний в распределении электронов по импульсам. При этом спектральные сдвиги были обратно пропорциональны задержке по времени между электронами и пробным лазерным импульсом. Расчёты показали, что именно такая зависимость должна возникать благодаря эффекту Капицы – Дирака. [6] Kapitza P L, Dirac P A M Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 29 297 (1933) [7] Летохов В С УФН 88 396 (1966); Letokhov V S Sov. Phys. Usp. 9 178 (1966) [8] Смородинский Я А УФН 153 187 (1987); Smorodinskii Ya A Sov. Phys. Usp. 30 823 (1987) [9] Lin K et al. Science 383 1467 (2024) [10] Келдыш Л В УФН 187 1280 (2017); Keldysh L V Phys. Usp. 60 1187 (2017)

Сверхбыстрая оптическая микроскопия вне дифракционного предела

Применение в оптических наблюдениях эванесцентных полей позволило преодолеть дифракционный предел, но лишь для медленных процессов. С другой стороны, использование сверхкоротких оптических импульсов делает возможным наблюдение быстрых процессов, но с плохим пространственным разрешением – много больше размера атома. T. Siday (Регенсбургский университет, Германия) и соавторы разработали комбинированную методику, впервые достигнув в одном оптическом наблюдении субдифракционного разрешения на масштабе одного атома и разрешения по времени на уровне одного колебания электромагнитной волны [11]. Использовалась вольфрамовая игла у поверхности монослоя WSe2 на золотой подложке, освещаемая световыми импульсами. Под действием света происходило туннелирование электронов между иглой и поверхностью с частотой световой волны, и наблюдалось электромагнитное излучение туннельного тока. Пространственное разрешение в наблюдении таким способом поверхностных дефектов составило ≈ пм с разрешением по времени ≈ фс. Об использовании металинз для получения изображений с субволновым разрешением см. [12]. [11] Siday T et al. Nature 629 329 (2024) [12] Барышникова К В и др. УФН 192 386 (2022); Baryshnikova K V et al. Phys. Usp. 65 355 (2022)

Излучение вблизи чёрной дыры

Вокруг чёрных дыр (ЧД), как правило, образуется аккреционный газовый диск, имеющий высокую температуру и испускающий рентгеновское излучение. Диск имеет внутреннюю границу вблизи последней устойчивой орбиты. Излучением вещества в пространстве между горизонтом ЧД и внутренней границей диска обычно пренебрегали, полагая, что диск резко обрывается. Однако И.Д. Новиков и К. Торн еще в 1973 г. указали на то, что магнитное поле может модифицировать данное граничное условие, и согласно результатам современного численного моделирования, излучение из указанной внутренней области может давать заметный вклад в общий поток. A. Mummery и S. Balbus в серии работ создали аналитическую модель, позволяющую описать генерацию излучения во внутренней области. В новой работе A. Mummery (Оксфордский университет, Великобритания) и соавторов [13] с помощью новой модели выполнено фитирование спектра ЧД в рентгеновской двойной системе MAXI J1820+070, состоящей из звезды и ЧД с массой 7-8M☉. Использовались данные наблюдений на космических телескопах NuSTAR и NICER. Впервые достоверно выявлена компонента излучения, которая генерировалась между последней устойчивой орбитой и горизонтом ЧД, причём при 6-10 кэВ компонента является доминирующей, и без её учёта форму спектра излучения воспроизвести не удаётся. Найденный параметр углового момента ЧД при этом оказался достаточно малым: a*<0,5. Проведенное исследование подтверждает предсказываемое в рамках Общей теории относительности поведение вещества вблизи ЧД. [13] Mummery A et al. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 531 366 (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