RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2026
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Экспериментальная проверка фейнмановского метода «интеграла по траекториям»

Формулировка квантовой механики через «интеграла по траекториям», разработанная Р. Фейнманом в 1948 г., широко применяется в теоретических исследованиях и в практических расчётах квантовых процессов. Однако до сих пор отсутствовала прямая экспериментальная проверка основных постулатов, лежащих в основе данного метода. Y.-L. Wen (Южно – Китайский педагогический университет в Гуанчжоу и Центр квантовой науки Большого залива Гуандун – Гонконг – Макао, Китай) и соавторы впервые в своём эксперименте с фотонами подтвердили справедливость этих постулатов [1]. Траектории распространяющихся фотонов были разделены на множество малых участков, на каждом из которых измерялись пропагаторы. Наблюдение 1,4 млн. одиночных фотонов продемонстрировало, что квантовые вероятности возникают в результате интерференции траекторий, а амплитуды для разных траекторий равны по модулю, но имеют фазы, зависящие от классического действия. Это свойство амплитуд не вытекает непосредственно из уравнения Шрёдингера, поэтому его проверка в ходе эксперимента представляет большую ценность. Эксперимент также подтвердил, что квантовые траектории – это не просто вычислительный инструмент, а отражение физической реальности. [1] Wen Y-L et al. Science Advances 12 eaeh1011 (2026)

Возможен ли «нейтринный лазер»?

В 2025 г. B.J.P. Jones и J.A. Formaggio предложили способ получения мощного пучка нейтрино при распаде (электронном захвате) ядер атомов 83Rb в 83Kr в бозе – эйнштейновском конденсате. Предполагалось, что за счёт эффекта сверхизлучения время полураспада ядер уменьшится с 86 суток до одной минуты, что вызовет аналог лазерного излучения. Однако исследователи из Массачусетского технологического института и Центра ультрахолодных атомов MIT – Гарвард (США) H. Lin, Y.-K. Lu и W. Ketterle в своих работах [2] и [3] показали невозможность создания «нейтринного лазера», работающего на данном принципе. Этому препятствует сразу несколько обстоятельств. Прежде всего, и нейтрино, и атомы 83Kr являются фермионами, поэтому они не смогут перейти в одно излучательное состояние вследствие принципа исключения Паули. Другая трудность связана с тем, что нейтрино при радиоактивном распаде вылетают с большими энергиями, ≈ 1 МэВ, вызывая импульс отдачи ядра. Кроме того, большие импульсы означают малые длины волн и большое число возможных мод излучения. Эти эффекты выводят дочерние ядра из когерентного состояния с исходными ядрами и подавляют сверхизлучение. Данные аргументы ограничивают широкий круг возможных механизмов когерентного излучения при радиоактивном распаде. [2] Lu Y.-K., Lin H, Ketterle W Phys. Rev. Lett. 137 101804 (2026) [3] Lin H, Lu Y.-K., Ketterle W Phys. Rev. Lett. 137 101805 (2026)

Спиновые флуктуации и сверхпроводимость в купратах

В классической теории сверхпроводимости Бардина – Купера – Шриффера (БКШ) критическая температура сверхпроводящего перехода Tc определяется константой электрон-фононного взаимодействия, и это же взаимодействие приводит к рассеянию электронов в нормальном (несверхпроводящем) состоянии. Поэтому исследование рассеяния в нормальном состоянии может дать полезную информацию о механизме сверхпроводимости, причём не только обычных, но и нестандартных сверхпроводников (купратов и др.). В новом эксперименте C.M. Duffy (Университет Радбода, Нидерланды и Тулузский университет, Франция) и соавторы исследовали тонкие плёнки купрата La2-xCexCuO4 с малым шагом по легированию во всей области на фазовой диаграмме [4]. Измерялось удельное сопротивление и магнитосопротивление в магнитном поле величиной до 35 Тл. В нормальном состоянии обнаружена анизотропная компонента скорости рассеяния, величина которой уменьшается на порядок с повышением легирования в исследуемом диапазоне. Тем самым, в купрате обнаружена зависимость, похожая на связь Tc с величиной электрон-фононного взаимодействия в БКШ-сверхпроводниках. Как показал теоретический анализ данного результата с учётом токовых вершинных поправок, доминирующим рассеивателем, скорее всего, являются когерентные антиферромагнитные спиновые флуктуации в материале. Это может свидетельствовать о том, что низкоэнергетические спиновые флуктуации являются основным механизмом образования пар в купратах, легированных электронами. Кроме того, авторы работы делают вывод, что высокую Tc в дырочных купратах нельзя объяснить одним лишь расширением теории БКШ посредством усиления связи со спиновыми флуктуациями, и требуется новые подходы. О высокотемпературной сверхпроводимости см. [5,6]. [4] Duffy C M Nature Physics, онлайн-публикация от 19 октября 2026 г. [5] Гинзбург В Л, Киржниц Д А УФН 152 575 (1987); Ginzburg V L, Kirzhnits D A Sov. Phys. Usp. 30 671 (1987) [6] Гинзбург В Л УФН 170 619 (2000); Ginzburg V L Phys. Usp. 43 573 (2000)

Плавление алмаза

Алмазные наковальни широко используются для сжатия веществ до сверхвысоких давлений и исследования их свойств. Однако имело место расхождение на уровне $≈ 20 % между предсказанием теоретических моделей и данными экспериментов по температуре плавления самого алмаза. M. Millot (Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса, США) и соавторы в своём новом эксперименте прояснили ряд спорных моментов [7]. Для изучения микрокристаллического алмаза при ударном сжатии образца лазерными импульсами использовалась рентгеновская дифракция и другие методы диагностики. Было обнаружено плавление алмаза при давлении ≈ 1 ТПа и температуре 7300 K, что примерно на 1000 K ниже знаменитого результата Дж.Х. Эггерта и др. 2010 года [8], но хорошо согласуется с расчётами. Тем самым было устранено указанное выше расхождение. Кроме того, установлено, что структура алмаза сохраняется при давлении до 1 ТПа, а указания на переход алмаза в фазу BC8 выше 0,9 ТПа не подтвердились. Полученные результаты важны, в частности, для планирования экспериментов по термоядерному синтезу с инерционным удержанием. [7] Millot M et al. Nature Physics, онлайн-публикация от 13 августа 2026 г. [8] Eggert J H et al. Nat. Phys. 6 40 (2010)

Взаимодействие мантии Земли с ядром и продолжительность суток

Процессы в ядре Земли, в том числе генерация магнитного поля (геодинамо), являются одними из наиболее интересных областей исследования в геофизике (см., например, обзоры [9-12]). Процессы в ядре влияют также на продолжительность суток. Если на больших масштабах времени имеется устойчивый тренд замедления вращения Земли, связанный с приливным влиянием Луны, то на интервалах в десятки лет наблюдаются отклонения на уровне нескольких миллисекунд в ту или другую сторону. Причиной является перераспределение углового момента между внутренним ядром и мантией, однако детали этого процесса известны ещё недостаточно точно. Исследователи из Университета Альберты (Канада) H. Zhang и M. Dumberry показали, что наблюдаемое в последние годы уменьшение продолжительности суток лучше всего объясняется гравитационным взаимодействием между неосесимметричными компонентами в распределении массы ядра и мантии [13]. В нижней мантии имеются аномалии плотности, а внутреннее твёрдое ядро несферично и имеет сложную топографию границы (неровности). Наличие таких структурных особенностей следует из большого массива данных по распространению внутри Земли сейсмических волн. Резонансное взаимодействие гравитационных сил (крутящего момента) и альвеновских волн в жидком ядре, теория которого была развита С.И. Брагинским (Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта) в работе [14] (см. также [15-17]), приводит к 70-летним колебаниям внутреннего ядра и хорошо объясняет наблюдаемые вариации длительности суток. Эти колебания поддерживаются конвекцией внешнего жидкого ядра Земли, энергия которой черпается из тепловой энергии, выделяемой при распаде радиоактивных элементов в ядре и оседании более тяжелых фракций к центру. Другие факторы (магнитное взаимодействие и трение неровностей) действуют сейчас в противофазе к гравитационному влиянию, но в сумме имеют меньшую величину. [9] Зельдович Я Б, Рузмайкин А А УФН 152 263 (1987); Zeldovich Ya B, Ruzmaikin A A Sov. Phys. Usp. 30 494 (1987) [10] Соколов Д Д, Степанов Р А, Фрик П Г УФН 184 313 (2014); Sokoloff D D, Stepanov R A, Frick P G Phys. Usp. 57 292 (2014) [11] Соколов Д Д УФН 185 643 (2015); Sokoloff D D Phys. Usp. 58 601 (2015) [12] Смайли Д Е, Бражкин В В, Палмер А УФН 179 91 (2009); Smylie D E, Brazhkin V V, Palmer A Phys. Usp. 52 79 (2009) [13] Zhang H, Dumberry M, Nature 658 119 (2026) [14] Брагинский С И Геомагнетизм и аэрономия 10 3 (1970); Braginskiy S I Geomagnetism and Aeronomy 10 1 (1970) [15] Брагинский С И Геомагнетизм и аэрономия 4 898 (1964); Braginsky S I Geomgn. Aeron. 4 698 (1964) [16] Брагинский С И ЖЭТФ 47 2178 (1964); Braginskiy S I Sov. Phys. JETP 20 1462 (1964) [17] Braginskiy S I Geophysical & Astrophysical Fluid Dynamics 14 189 (1979)

Почти-тёмная галактика в скоплении Дева

В последние годы в Местной группе галактик были обнаружены две необычные галактики, имеющие размер ≈ 1 кпк, но обладающие поверхностной яркостью, значительно меньшей, чем даже у известного класса ультрадиффузных галактик. Наблюдение таких галактик на больших расстояниях крайне затруднено. M.N. Le (Канарский институт астрофизики и Университет Ла – Лагуна, Испания, Гронингенский университет, Нидерланды) и соавторы обнаружили похожую галактику в скоплении галактик Дева с помощью 2-метрового телескопа Обсерватории Тейде (Испания) [18]. Она имеет радиус ≈ 1 кпк, центральную поверхностную плотность 0,8 M☉ пк−2, а общая масса звёзд в ней составляет 2 × 106 M☉, хотя из-за большого расстояния на отдельные звёзды галактика не разрешается. Поверхностная яркость галактики в 100 раз меньше, чем у типичных ультрадиффузных галактик. Данные наблюдения говорят о том, что подобный класс объектов может быть весьма распространённым, и требуется дальнейшее развитие теории формирования галактик для объяснения их образования. [18] Le M N Astron.Astrophys. 713 L8 (2026)

Вакуумное излучение Вавилова – Черенкова в пульсарах

Когерентное радиоизлучение пульсаров может объясняться взаимодействием высокоэнергетических фотонов с магнитным полем нейтронной звезды и каскадами электрон-позитронных пар. В расчётах обычно учитывается изгибное излучение и резонансное обратное комптоновское рассеяние. T.A.O. Gomes (Федеральный университет Эспириту – Санту, Бразилия) и соавторы обнаружили дополнительный эффект – квантовое вакуумное излучение Вавилова – Черенкова в вакуумном зазоре у поверхности нейтронной звезды [19]. Данный эффект основан на поляризация вакуума в сильном поле, когда его показатель преломления становится больше единицы. В результате ультрарелятивистские электроны являются сверхсветовыми даже в вакууме и могут излучать фотоны за счет эффекта Вавилова – Черенкова. Эти фотоны, в свою очередь, порождают каскады e+e−. Новый канал рождения пар сдвигает границу так называемой «долины смерти» на диаграмме P – dP/dt (период пульсара и темп его замедления), где, как считалось, излучение пульсаров должно отсутствовать. Это обстоятельство объясняет наблюдения пульсаров внутри и ниже долины смерти. Таким образом, нейтронные звёзды предоставляют уникальную возможность для проверки нелинейных эффектов квантовой электродинамики в реальных астрофизических условиях. Квантовая теория эффекта Вавилова – Черенкова была построена В.Л. Гинзбургом в 1940 г [20] (см. также обзор [21] и статьи [22,23]). [19] Gomes T A O et al., arXiv:2610.02429 [astro-ph.HE] [20] Гинзбург В Л ЖЭТФ 10 589 (1940); Ginzburg V L J. Phys. USSR 2 441 (1940) [21] Гинзбург В Л УФН 166 1033 (1996); Ginzburg V L Phys. Usp. 39 973 (1996) [22] Гинзбург В Л ДАН СССР 24 130 (1939) [23] Гинзбург В Л ЖЭТФ 10 608 (1940); Ginzburg V L J. Phys. USSR 3 101 (1940)

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, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение