|
Электрон-фононное взаимодействие в ВТСП
1 сентября 2001
Согласно результатам экспериментов, выполненных
с помощью фотоэмиссии с угловым разрешением
группой исследователей из США и Японии, электрон-фононное
взаимодействие (ЭФВ) играет
важную роль в механизме проводимости высокотемпературных сверхпроводников
(ВТСП). Явление сверхпроводимости связано с образованием бозе-конденсата
куперовских пар электронов. В металлических (низкотемпературных)
сверхпроводниках спаривание электронов происходит за счет обмена
фононами - квазичастицами, соответствующими колебаниям кристаллической
решетки. Согласно ряду теоретических и экспериментальных аргументов
(см. УФН 170 1033 (2000)), достаточно сильное ЭФВ должно существовать и
в ВТСП системах, хотя для полного объяснения сверхпроводящих свойств этих
систем электрон-фононного механизма недостаточно. Поэтому считалось, что в
ВТСП должен действовать более сложный, пока достоверно не
установленный, механизм спаривания электронов.
Более того, значительной частью исследователей, занимающихся проблемой ВТСП,
вообще отрицалось наличие сколько-нибудь заметного ЭФВ в этих системах.
Тем не менее описываемые эксперименты A. Lanzara и его
коллег показывают, что электрон-фононное взаимодействие все же
может играть существенную роль.
У трех типов ВТСП на основе оксида меди измерялся энергетический спектр
дырок, возникающих при выбивании электронов излучением от синхротронного
источника. В спектре был обнаружен излом, который можно интерпретировать
как изменение эффективной массы дырок за счет взаимодействия с некой
бозонной подсистемой. Авторы приводят убедительные свидетельства того, что
это происходит именно за счет взаимодействия электронов с фононами.
Ранее подобный
излом неоднократно наблюдался у металлических сверхпроводников, где
он несомненно связан с электрон-фононным взаимодействием.
Для выяснения роли этого взаимодействия в ВТСП требуются новые
теоретические идеи и экспериментальные исследования.
Источник: Nature 412 510 (2001) ;
http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0108381
Волны электронов в нанотрубках
1 сентября 2001
Углеродные нанотрубки благодаря их микроскопическим размерам обладают
ярко выраженными квантовыми свойствами. В частности, квантовомеханические
расчеты показывают, что волновая функция электрона в нанотрубке должна
быть суперпозицией двух колебаний с близкими длинами волн, причем сложение
мод должно приводить к пространственным биениям в распределении электронной
плотности. Если длина волны каждой из мод примерно равна расстоянию между
соседними атомами углерода, то масштаб биений охватывает сразу
несколько атомов. Этот эффект впервые обнаружили
C. Dekker и его коллеги из Делфтского технологического университета (Нидерланды)
с помощью усовершенствованного сканирующего туннельного микроскопа.
В экспериментах измерялись не только вариации туннельного тока при
перемещениях иглы микроскопа, но и зависимость тока от электрического
напряжения в каждом ее положении. Данный способ измерений
обладает большой точностью, он позволил определить распределение плотности
электронов в зависимости от их энергии и выявить предсказанные биения.
Источник: Nature 412 617 (2001)
Сверхпроводящий детектор ИК излучения
1 сентября 2001
В Рочестерском университете под руководством Р.Соболевского сконструирован
сверхпроводящий детектор, способный регистрировать отдельные фотоны ИК
излучения.
Возможность создания сверхпроводящих детекторов длительное время обсуждается
в научной литературе.
Чувствительным элементом является лента из нитрида ниобия толщиной
в один слой атомов и шириной 0,2 мкм, нанесенная на подложку из сапфира. При
охлаждении до 4,2 К лента становится сверхпроводящей. Поглощение ИК фотона
вызывает разрыв куперовской пары и нарушение сверхпроводимости в локальной
области, размер которой достигает ширины ленты, что отражается на величине
текущего через ленту тока. Спустя короткий промежуток времени
сверхпроводимость вновь восстанавливается.
Сверхпроводящий детектор имеет в тысячи раз большую
чувствительность и быстродействие (несколько ГГц) по сравнению с детекторами
ИК излучения на основе полупроводников.
Источник: Appl. Phys. Lett. 79 705 (2001)
Возможное изменение постоянной тонкой структуры
1 сентября 2001
Линии поглощения в спектрах квазаров формируются при прохождении
их излучения через межгалактические
газовые облака, находящиеся на луче зрения. Относительное положение
линий различных химических элементов зависит от величины постоянной
тонкой структуры alpha=
e2/hc
.
J. Webb и его коллеги из Австралии с помощью высокоточного спектрометра HIRES,
установленного на 10-метровом телескопе Кек (Гавайи)
выполнили анализ линий металлов, имеющих
различные красные смещения z от 0,5 до 3,5 и,
соответственно, возникших в различные эпохи.
Исследователи пришли к выводу, что за последние 6 млрд. лет величина
alpha выросла примерно
на 0.001% для каждого из четырех независимых наборов линий, причем результат
имеет хорошую статистическую значимость.
Вывод австралийских ученых, если он подтвердится, будет иметь большое
значение, поэтому необходима тщательная проверка и дополнительные
исследования.
Возможность изменения физических констант со временем
обсуждается с 1930-х годов, современные
единые теории фундаментальных взаимодействий допускают такое изменение.
Источник: Phys. Rev. Lett. 87 091301 (2001)
Новости не опубликованные в журнале
Эффект Капицы-Дирака
20 сентября 2001
Впервые экспериментально обнаружена дифракция электронов на
стоячей электромагнитной волне лазерного излучения. Этот
эффект был предсказан П.Капицей и П.Дираком в 1933 году. Источник: www.unl.edu.
Инерционный термояд
20 сентября 2001
В Ливерморской национальной лаборатории продемонстрирована
возможность двукратного объемного сжатия дейтериевого
образца с помощью мощных лазерных лучей.
Данный метод сжатия лежит в основе разрабатываемых установок
термоядерного синтеза с инерционным удержанием. Источник: unisci.com.
Немагнитный магнит
20 сентября 2001
Исследователи из Японии создали новое вещество в котором
магнитные моменты (спины) всех электронов и их орбитальные
магнитные моненты хотя и ориентированы вдоль одной прямой,
как у обычных магнитов, но имеют противоположные направления
и точно компенсируют друг друга. По этой причине вещество не
имеет макроскопической намагниченности. Источник: focus.aps.org.
Рентгеновские всплески из центра Галактики
20 сентября 2001
С помощью космической рентгеновской обсерватории Чандра впрервые
зарегистрированы короткие всплески рентгеновского излучения,
идущие из центра нашей Галактики. Предполагается, что
всплески возникли при падении сгустков вещества на
находящуюся в ядре галактики сверхмассивную черную дыру. Источник: spaceflightnow.com.
Траектория черной дыры
20 сентября 2001
Измерена скорость рентгеновской новой XTE J1118+480.
Этот объект, вероятно, представляет собой черную дыру, образовавшуюся
при взрыве сверхновой и получившую большую скорость отдачи из-за
несферичности взрыва. Черная дыра движется в Галактике по вытянутой орбите,
подобной орбитам объектов гало (старых звезд и шаровых скоплений). Источник: ru.arXiv.org.
Линии водорода
20 сентября 2001
Группой исследователей из Австралии и США с помощью радиотелескопа
зарегистрированы линии излучения водорода от очень далекой
галактики. Источник: unisci.com.
Новый акустическоэлектронный эффект
23 сентября 2001
Коллективом исследователей из России, Польши и Украины обнаружен новый
акустическоэлектронный эффект. Эффект состоит в возбуждении электронных волн
под действием звуковой волны. Источник: www.aip.org.
Новый вид эффекта Казимира
23 сентября 2001
Теоретически предсказана новая разновидность эффекта Казимира. Согласно расчетам,
две пустые полости, разделенные слоем вещества, должны притягиваться друг к другу под
влиянием нулевых электромагнитных колебаний вакуума. Источник: www.aip.org.
Сверхпроводимость фуллеренов
23 сентября 2001
Группа исследователей из Германии обнаружила, что допирование кристалла фуллерена
C60 молекулами Br3CH повышает температуру сверхпроводящего перехода
фуллерена до 117K. Источник: www.aip.org.
Сверхтяжелый водород
23 сентября 2001
В Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) получены ядра сверхтяжелого водорода
5H. Новый изотоп пока не имеет названия (водород - дейтерий - тритий - ? - пентиум?). Источник: www.aip.org.
|
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 |