Новости физики в Интернете


Новое ограничение на электрический дипольный момент электрона

Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает наличие у электрона асимметрии распределения заряда вдоль направления спина — электрического дипольного момента (ЭДМ), но его величина намного меньше, чем можно измерить в современных экспериментах. Некоторые теории, в которых вводится «новая физика» за пределами Стандартной модели, дают значительно больший ЭДМ, и эти предсказания уже можно проверять. В эксперименте ACME II установлено новое ограничение на ЭДМ электрона |de|<1,1 × 10-29 e см, которое на порядок улучшает ограничение, полученное пять лет назад коллаборацией ACME в похожем эксперименте с молекулами монооксида тория. Сильное внутримолекулярное электрическое поле в молекулах ThO взаимодействует с ЭДМ электронов и вызывает прецессию их спинов. Величину ЭДМ можно найти из разности углов прецессии в квантовых состояниях с различными направлениями ЭДМ. Измерения выполнялись путём облучения молекул светом лазера и регистрации их флуоресцентного излучения. Из данных эксперимента также получены новые ограничения на допустимые параметры «новой физики». В частности, возникают сложности для некоторых вариантов теории суперсимметрии, что снижает шансы обнаружения суперсимметричных частиц на Большом адронном коллайдере. Источник: Nature 562 355 (2018)

Подсчёт числа фононов в микроосцилляторе

В ряде экспериментов уже наблюдались колебания механических осцилляторов вблизи квантового уровня (с малыми числами заполнения фононов). Для измерения состояний и управления колебаниями осцилляторы объединялись со сверхпроводящими кубитами, но создать между ними сильную связь ранее не удавалось. Исследователи из Национального института стандартов и технологий и Колорадского университета в Боулдере (США) J.J. Viennot, X. Ma и K.W. Lehnert использовали для этой цели зарядово-чувствительный кубит. Осциллятор представлял собой алюминиевую мембрану размером в несколько мкм. Под влиянием электрического поля на разных концах мембраны скапливались положительный и отрицательный заряды. Механические колебания мембраны с частотой 25 МГц приводили заряды в движение, и они воздействовали на кубит, вызывая сдвиг его основной частоты 4 ГГц на величину 0,52 МГц (в пересчёте на один фонон). Информация о распределении фононов содержалась в измеренной спектральной функции кубита. Также исследовано воздействие на систему микроволновых импульсов на нижней боковой полосе колебаний кубита, промодулированных частотой осциллятора. Этот сигнал позволял управлять состояниями Фока осциллятора с точностью до примерно семи фононов, и с его помощью удавалось охлаждать осциллятор, в 8 раз повышая населённость его основного состояния. Данный подход может найти применение в квантовой микромеханике. Источник: Phys. Rev. Lett. 121 183601 (2018)

Диэлектрическая резонансная антенна

П. Капитанова (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики) и соавторы разработали и создали диэлектрическую резонансную антенну, предназначенную для когерентного управления большим ансамблем NV-центров в алмазе. Антенна имеет вид полого диэлектрического цилиндра диаметром 12,5 мм и высотой 6 мм. Внутрь цилиндра на его оси помещается алмаз с NV-центрами. Резонансная электромагнитная мода с частотой 2,84 ГГц возбуждается проводящей петлёй, расположенной у основания цилиндра, причём магнитное поле внутри цилиндра оказывается с высокой степенью однородным. Благодаря этому электронные спины NV-центров хорошо синхронизируются, что повышает оптический сигнал на выходе. Была достигнута частота Раби 10 МГц, постоянная вдоль образца с точностью 1 %. Подобная антенна может быть использована в ультрачувствительных сенсорах. Источник: Письма в ЖЭТФ 108 625 (2018)

Оптический гироскоп

Принцип работы оптических гироскопов основан на измерении разности фаз световых лучей, прошедших в двух направлениях по кольцевому волноводу (об эффекте Саньяка см. в УФН 172 849 (2002), УФН 184 775 (2014)). Оптические гироскопы не имеют движущихся механических частей, однако их чувствительность ограничена тепловыми флуктуациями и дефектами изготовления. Исследователи из Калифорнийского технологического института (США) P.P. Khial, A.D. White и A. Hajimiri продемонстрировали оптический гироскоп новой конструкции, чувствительность которого повышена на 1-2 порядка по сравнению с волоконно-оптическими гироскопами при том что по площади он занимает всего 2 мм2. В новом приборе с помощью электронных переключателей оптические входы и выходы меняются местами и применяется пара колец. Медленные тепловые флуктуации одинаково воздействуют на свет, распространяющийся в двух направлениях, поэтому переключение направлений позволяет скомпенсировать влияние флуктуаций. Благодаря малым размерам новый гироскоп может быть интегрирован в различные мобильные устройства. Источник: Nature Photonics 12 671 (2018)

Формирующееся скопление галактик в ранней Вселенной

Наблюдаемые скопления галактик возникли сравнительно недавно, на красных смещениях z<1-2,5. В более ранние эпохи скопления были очень редки, но существовали их предшественники — невириализованные (не пришедшие в гравитационное равновесие) области с повышенной концентрацией галактик — протоскопления. Свойства протоскоплений представляют интерес, в частности, для моделей неоднородной реионизации. L. Jiang (Пекинский университет, КНР) и соавторы выполнили поиск протоскоплений на z>5. Отбирались кандидаты из обзора галактик Subaru/XMM-Newton, которые затем изучались спектрографом на 6,5-метровых Магеллановых телескопах в Чили. Таким путем была исследована область на небесной сфере размером в 4 квадратных градуса и обнаружено гигантское протоскопление галактик на z=5,7. Оно имеет массу 3,6 × 1015M и занимает объем 35×35×35 сопутствующих Мпк2. Источник: Nature Astronomy 2 962 (2018)

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, 1918–2018
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение