Новости физики в Интернете


Проверка теории относительности

Гравитационное влияние Солнца на радиоволны.
B.Bertotti (Университет Павии, Италия) и его коллеги из Рима и Болоньи исследовали влияние гравитационного поля Солнца на прохождение вблизи него электромагнитных волн с точностью, в 50 раз превосходящей точность предшествующих экспериментов. Измерялось время распространения радиоволн от Земли до 4-метровой антенны космического аппарата Кассини и обратно в ситуации, когда Земля и Кассини, направляющийся к Сатурну, находились по разные стороны от Солнца. Точность предшествующих экспериментов такого рода ограничивалась шумом, создаваемым солнечной короной. Новая методика обработки данных позволила преодолеть эту проблему. Другим новшеством являлось то, что проводилось не разовое измерение, а изучалась зависимость эффекта от времени в процессе движения космического аппарата. В результате был измерен параметр гамма, который в рамках ОТО, в отличие от многих альтернативных теорий, в точности равен 1. С относительной точностью 2x10-5 отклонений от предсказаний ОТО не обнаружено. Источник: Nature 425 374 (2003)
Замедление времени.
Релятивистское замедление времени изучалось на протяжении десятилетий в большом числе экспериментов. Самое точное на сегодняшний день измерение выполнено в Институте ядерной физики им.М.Планка (Гейдельберг, Германия). Сравнивалось излучение движущихся и покоящихся ионов лития, переведенных с помощью лазера в возбужденное состояние. Помимо обычного эффекта Доплера, частота излучения изменялась за счет замедления времени. Движущиеся в пучке ионы имели скорость 19000 км/c (6,3% от скорости света). Замедление времени соответствует величине, получаемой из преобразований Лоренца, с точностью 2.2x10-7, что в 4 раза превосходит точность предшествующих экспериментов. Источник: Physics News Update, Number 655

Закалка K-мезонов

При столкновении двух тяжелых высокоэнергетичных ионов в области столкновения появляется так называемый "огненный шар" (fireball), в котором происходит интенсивное рождение, а затем - аннигиляция элементарных частиц различных типов. По мере расширения и охлаждения шара число частиц выходит на постоянный уровень: происходит, как говорят, закалка частиц, и в дальнейшем их число уменьшается только за счет распадов. Подобные процессы имели место также и в ранней Вселенной. Если бы свойства частиц и античастиц были одинаковы (за исключением знаков зарядов), то процесс их закалки происходил бы одинаково. Однако коллаборацией KaoS (Германия) обнаружено, что K+- и K--мезоны имеют после закалки несколько различающиеся угловое распределение и энергетический спектр, которые свидетельствуют о том, что закалка K+-мезонов происходит раньше закалки K- мезонов. Мезоны рождались в процессе столкновения ионов Ni+Ni и Au+Au с энергиями около 1.5ГэВ на ускорителе GSI. Разумеется, этот важный результат нуждается в проверке. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 152301 (2003)

Сверхтекучесть и сверхпроводимость в нанометровых масштабах

В последние годы был выполнен ряд экспериментов - микроскопических аналогов эксперимента Э.Л.Андроникашвили - по изучению вращения молекул OCS в микроскопических каплях жидкого гелия, охлажденного до температуры ниже 2.2К, при которой макроскопические объемы гелия являются сверхтекучими. В 2002 г. R.McKeller и его коллеги из Канады обнаружили, что капли, состоящие из примерно восьми молекул гелия сверхтекучестью не обладают. В новом эксперименте тех же исследователей, но уже с вращающимися молекулами N2O, впервые удалось проследить переход к сверхтекучему состоянию по мере увеличения размера капель (миникластеров) в интервале от 3 до 12 молекул гелия. Капли гелия с молекулами N2O внутри создавались путем пропускания смеси газов через холодное сопло. Спектроскопические методы позволяли различать капли различного размера. Облучение капель инфракрасным светом и микроволновым излучением возбуждало колебательные и вращательные степени свободы молекул N2O в каплях. По поглощению излучения определялся момент инерции молекул N2O. Если гелий не сверхтекуч, то молекулы гелия увлекаются во вращение вместе с молекулами N2O и момент инерции имеет большую величину. Оказалось, что в при увеличении числа молекул гелия в каплях с 3 до 6 момент инерции возрастает, а при дальнейшем увеличении с 7 до 12 момент инерции уменьшается, что свидетельствует о переходе к режиму сверхтекучести. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 163401 (2003)

R.Reich и его коллеги из Израиля исследовали магнитную восприимчивость гранул свинца с размерами от 4 до 1000нм, охлажденных до температуры около 5К. Обнаружено резкое исчезновения эффекта Мейснера при переходе к гранулам с размером менее 30нм. Данный критический размер сверхпроводящих гранул согласуется с критерием Андерсона. Хотя отсутствие сверхпроводимости у мелких гранул регистрировалось и ранее, в описываемом эксперименте впервые подробно исследован переход к сверхпроводящему состоянию по мере увеличения размера гранул. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 147001 (2003)

Обычные кристаллы с отрицательным показателем преломления

Теоретическое исследование веществ, имеющих отрицательные электрическую и магнитную проницаемости, было выполнено в 1960-х годах В.Веселаго из Физического института им.П.Н.Лебедева РАН. В 2000 г. подобные материалы, обладающие отрицательным показателем преломления n<0 в микроволновом диапазоне, были созданы в Калифорнийском университете в виде массива микроскопических колечек и проволочек (см. УФН 170 552 (2000)). Y.Zhang и его коллеги из США впервые обнаружили, что отрицательным показателем преломления могут обладать не только композитные материалы, но и обычные кристаллы. Два образца, состоящие из кристаллического сплава иттрия, ванадия и кислорода, приводились в контакт вдоль плоской поверхности, причем оптические оси образцов были различно ориентированы. Этот двойной кристалл имеет n<0 для света любой частоты, проходящего через границу раздела, и даже для когерентного пучка электронов (квантовых электронных волн). В то же время, при определенных углах падения тот же кристалл имеет n>0 или полностью пропускает свет без отражения. Обнаруженное свойство кристалла может найти полезные практические применения, в частности, для изготовления не отражающих света линз. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 157404 (2003)

Пятиугольная симметрия кристаллов

Элементарные ячейки идеальных твердых кристаллов не имеют пятиугольной симметрии, поскольку такая симметрия не может транслироваться вдоль кристалла. Исключение составляют квазикристаллы, в которых трансляция не точная и пятиугольная симметрия наблюдается. Однако давно предсказывалось, что пятиугольная симметрия может возникать в жидких металлах, которые, как известно, не полностью хаотичны, а на малых масштабах образуют кристаллические структуры. Ранее пятиугольная симметрия наблюдалась лишь в тонких пленках жидких металлов. Впервые пятиугольная симметрия в объеме жидкой меди обнаружена A. Di Cicco и его коллегами из Италии. Исследовалась дифракция рентгеновских лучей, полученных от ускорительного источника. В отличие от экспериментов с жидкими пленками, наблюдались не только рассеянные рентгеновские фотоны, но и выбитые из атомов электроны, что позволило с существенно большей точностью определить геометрию кристаллических ячеек. По этим данным установлено, что примерно 10% атомных кластеров в расплаве имеют пятиугольную кристаллическую структуру. Теория предсказывает, что пятиугольная симметрия может быть не только у меди, но и у некоторых других жидких металлов, которые в твердом состоянии такой симметрии не имеют: у серебра, свинца и золота. Источник: Phys. Rev. Lett. 91 135505 (2003)


Новости не опубликованные в журнале


Горячая плазма

В Ливерморской национальной лаборатории разработана новая методика получения горячей плотной плазмы. Мощный лазерный импульс выбивает из алюминиевой фольги пучок протонов, которые, в свою очередь, испаряют участок поверхности твердого тела, превращая вещество в плазму. Источник: focus.aps.org.

Новый микроскоп

Обычные сканирующие туннельные микроскопы способны регистрировать лишь половину атомов в кристалле графита. Stefan Hembacher и его коллеги из Германии и США сконструировали новый атомный силовой микроскоп, который позволяет наблюдать все атомы графита. Источник: physicsweb.org.

Магнитные монополи в кристалле

Yoshinori Tokura и его коллеги из Японии, Китая и Швейцарии выполнили сверхточные измерения эффекта Холла в ферромагнитном кристалле и обнаружили аномалию, которая, по их мнению, может объясняться присутствием в кристалле магнитных монополей. Источник: physicsweb.org.

Проверка ОТО

B.Bertotti (Университет Павии, Италия) и его коллеги измерили время распространения радиоволн от Земли до 4-метровой антенны космического аппарата Кассини и обратно в ситуации, когда Земля и Кассини, направляющийся к Сатурну, находились по разные стороны от Солнца. С относительной точностью 2x10-5 отклонений от предсказаний Общей теории относительности не обнаружено. Источник: physicsweb.org.

Замедление времени

Самое точное на сегодняшний день измерение релятивистского замедления времени выполнено в Институте ядерной физики им.М.Планка (Гейдельберг, Германия). Сравнивалось излучение движущихся и покоящихся ионов лития. Замедление времени соответствует величине, получаемой из преобразований Лоренца, с погрешностью эксперимента 2.2x10-7. Источник: www.aip.org.

Закалка K-мезонов

Коллаборацией KaoS (Германия) обнаружено, что K+- и K--мезоны, родившиеся в процессе столкновения тяжелых ионов, имеют после закалки в "файерболе" несколько различающиеся угловое распределение и энергетический спектр, которые свидетельствуют о том, что закалка K+-мезонов происходит раньше закалки K- мезонов. Источник: ojps.aip.org.

Сверхтекучесть в нанометровых масштабах

R.McKeller и его коллеги из Канады исследовали вращение молекул N2O внутри микроскопических капель жидкого гелия. Путем измерения момента инерции молекул N2O установлено, что свойством сверхтекучести обладают капли, состоящие из более чем 6 молекул гелия. Источник: focus.aps.org.

Сверхпроводимость микрогранул

R.Reich и его коллеги из Израиля исследовали магнитную восприимчивость гранул свинца с размерами от 4 до 1000нм, охлажденных до температуры около 5К. Обнаружено резкое исчезновения эффекта Мейснера при переходе к гранулам с размером менее 30нм. Данный критический размер сверхпроводящих гранул согласуется с критерием Андерсона. Источник: ojps.aip.org.

Обычные кристаллы с отрицательным показателем преломления

Y.Zhang и его коллеги из США обнаружили, что n<0 могут обладать не только композитные материалы, но и обычные кристаллы. Два образца, состоящие из сплава иттрия, ванадия и кислорода, соединялись вдоль плоской поверхности, причем оптические оси образцов были различно ориентированы. Этот двойной кристалл имеет n<0 для света любой частоты, проходящего через границу раздела, и даже для когерентного пучка электронов. Источник: www.aip.org.

Пятиугольная симметрия кристаллов

A. Di Cicco и его коллегами из Италии впервые обнаружили пятиугольную кристаллическиу симметрию в объеме жидкой меди. Исследовалась дифракция рентгеновских лучей и выбитые из атомов электроны. Установлено, что примерно 10% атомных кластеров в расплаве меди имеют пятиугольную кристаллическую структуру. Источник: focus.aps.org.

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, 1918–2017
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение