Новости физики в Интернете


Двухпетлевые поправки в квантовой электродинамике

В Ливерморской национальной лаборатории впервые измерены двухпетлевые поправки к величине лэмбовского сдвига энергетических уровней электронов в атомах. Лэмбовский сдвиг обусловлен взаимодействием электронов с виртуальными электрон-позитронными парами и фотонами, рождающимися из вакуума. Точный подход требует учета взаимодействия виртуальных частиц с другими виртуальными частицами. На диаграммах Фейнмана эти процессы изображаются в виде дополнительные петель, дающих вклад в вероятность процессов. В атоме водорода вклад двухпетлевых поправок в лэмбовский сдвиг составляет малую величину 10-6, пока недоступную измерениям. Поправки существенно больше в высокоионизированных атомах тяжелых элементов благодаря сильному электрическому полю их ядер. В Ливерморской лаборатории исследован лэмбовский сдвиг в ионах урана, в которых вокруг ядра оставались лишь три электрона. В этих ионах соответствующие поправки равны уже, примерно, одной трети процента от общего эффекта. Ионы накапливались в ловушках, и регистрировались фотоны, излучаемые при электронных переходах. Точность измерений двухпетлевых поправок, выполненных в Ливерморской лаборатории, составляет около 10%. Источник: Physics News Update, Number 756

Емкость джозефсоновского контакта

Две независимые группы исследователей впервые измерили электрическую емкость джозефсоновских контактов. Контакт Джозефсона представляет собой пару сверхпроводников, разделенных тонким слоем изолятора. Куперовские пары могут туннелировать через изолятор без потери своих квантовых свойств. Теоретически предсказывалось, что в электрических цепях джозефсоновские контакты, наряду с обычной геометрической емкостью, обладают также квантовой емкостью. В обоих экспериментах для измерения квантовой емкости применялась сходная методика исследований, основанная на регистрации сдвига фазы радиочастотного сигнала в резонансном контуре с джозефсоновскими контактами, охлажденными до температур порядка нескольких мК. P.Hakoneb и его коллеги из Хельсинского университета и Института теоретической физики им.Л.Д.Ландау (Ю.Г.Махлин) исследовали единичный контакт, а группой шведских исследователей из Технологического университета Chalmers под руководством P.Delsing применялся транзистор, состоящих из двух контактов. Результаты измерений хорошо согласуются с теоретическими расчетами. Джозефсоновские контакты перспективны с точки зрения хранения квантовых единиц информации - кубитов. Поскольку в описанных выше экспериментах измерения выполнялись без разрушения квантового состояния контактов, то методика измерения квантовой емкости может найти применение в будущих квантовых компьютерах. Источники: Phys. Rev. Lett. 95 206806 (2005); Phys. Rev. Lett. 95 206807 (2005)

Псевдощель в ферромагнетике

Согласно теории Бардина-Купера-Шриффера, энергетическая щель в сверхпроводящих веществах обусловлена энергией связи куперовских пар электронов. Однако похожая особенность, называемая псевдощелью, наблюдается в спектре высокотемпературных сверхпроводников и при температурах выше температуры сверхпроводящего перехода. N.Mannella и его коллеги впервые обнаружили псевдощель в энергетическом спектре манганита La1.2Sr1.8Mn2O7, не относящегося к высокотемпературным сверхпроводникам. Соединение La1.2Sr1.8Mn2O7 интересно тем, что вблизи температуры Кюри оно испытывает резкий переход из ферромагнитного металлического в парамагнитное непроводящее состояние. Спектр La1.2Sr1.8Mn2O7 в фазе ферромагнетика был исследован в Берклиевской национальной лаборатории методом фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES). Наряду с псевдощелью обнаружена анизотропия спектра в импульсном пространстве, что также характерно для высокотемпературных сверхпроводников. Результаты измерений свидетельствуют о том, что псевдощель присуща не только высокотемпературных сверхпроводникам, а является более общим феноменом, требующим теоретического объяснения. Источник: Nature 438 474 (2005)

Молекулы позитрония

Позитроний представляет собой систему электрона и позитрона, подобную атому водорода. A.Mills и его коллеги из Калифорнийского университета, возможно, обнаружили связанные молекулярные состояния атомов позитрония. Пучок позитронов пропускался через пористый диоксид кремния, из атомов которого позитроны захватывали электроны с образованием позитрония. Атомы позитрония некоторое время до их аннигиляции оставались захвачены внутри пор. Возникающие при аннигиляции фотоны регистрировались детектором. В условиях большой концентрации атомов позитрония эффективны процессы их столкновения друг с другом и вызываемые столкновениями переходы из состояния с орбитальным угловым моментом 1 в короткоживущее состояние с моментом 0, что ведет к возрастанию темпа аннигиляции. Было обнаружено, что при большой концентрации позитронов в исходном пучке темп аннигиляций в четыре раза выше, чем предсказывают теоретические расчеты. Одним из объяснений может служить наличие дефектов в используемом пористом материале. По другой гипотезе атомы позитрония в условиях их большой концентрации начинают взаимодействовать между собой с образованием связанных короткоживущих систем - молекул позитрония. Эксперимент пока не может однозначно установить, какая из двух указанных гипотез верна, поэтому необходимы дальнейшие исследования. В будущем планируются эксперименты по созданию бозе-эйнштейновского конденсата атомов позитрония и, возможно, разработка электрон-позитронного аннигиляционного лазера. Источник: Phys. Rev. Lett. 95 195006 (2005)

Лазерный термоядерный синтез

В Ливерморской национальной лаборатории им.Лоуренса выполнен новый тестовый эксперимент по разработке технологии термоядерного синтеза с использованием мощного лазера. Свет 192-х лазеров направлялся в отверстие в сфере, внутренняя поверхность которой была покрыта золотом. Нагрев слоя золота приводил к генерации мощного рентгеновского излучения, фокусируемого в центре сферы. Пока в эксперименте изучалась только эффективность генерации и фокусировки излучения. В будущем планируется в 100 раз увеличить мощность лазерного излучения и поместить в центр сферы капсулу с дейтерием и тритием. Нагрев и испарение оболочки капсулы создаст большое давление в ее центре, что вызовет ядерные реакции синтеза. Данный метод может стать основой функционирования будущих термоядерных электростанций. Источник: Physics News Update, Number 755

Линзирование в скоплении галактик

С помощью космического телескопа Хаббла выполнено новое исследование скопления галактик MS1054-0321, наблюдаемого на красном смещении z=0.83, когда возраст Вселенной был примерно в два раза меньше ее современного возраста. По слабому гравитационному линзированию, находящихся на луче зрения галактик, было выявлено распределение массы в скоплении со значительно большей точностью, чем в предшествующих наблюдениях. В частности, наряду с тремя основными сгущениями темной материи (скрытой массы), наблюдались еще несколько меньших сгустков, являющихся спутниками скопления MS1054-0321. Сравнение с рентгеновскими снимками того же скопления, полученными телескопом Чандра, показало, что только два из трех больших сгустков светятся в рентгеновском диапазоне, причем положение рентгеновских максимумов не совпадает с центрами сгустков темной материи. Предполагается, что это является следствием движений горячего вещества под действием давления газа. Описываемые наблюдения важны для понимания структуры скоплений галактик и процессов их образования. Источник: astro-ph/0508044


Новости не опубликованные в журнале


Хитиновый покров - фотонный кристалл

С помощью электронного микроскопа установлено, что хитиновый покров некоторых жуков имеет структуру фотонного кристалла, в котором чередуются слои хитина с воздушными прослойками. В результате, из спектра отраженного света вырезаются некоторые частоты, и жуки приобретают определенную окраску. Источник: www.aip.org.

Наблюдения Харона

Наблюдения света звезд, проходящего вблизи спутника Плутона - Харона, показали, что Харон не имеет атмосферы. Также измерен его радиус - 603-606км. При этом радиусе Харон всего в 1.7 раз плотнее воды, и следовательно, состоит преимущественно изо льда. Источник: physicsweb.org.

Теория генерации магнитного поля в ранней Вселенной

Согласно теоретическим расчетам K.Ichiki и его коллег из Японии, в ранней Вселенной на стадии доминирования излучения могли генерироватья магнитные поля, которые впоследствии усилиливались и оказывали влияние на формирование первых звезд. Кроме того, эти поля сохранились к настоящему времени в межзвездном и межгалактическом пространстве. Генерация происходила в электрон-протонной плазмы за счет увлечения электронов потоками фотонов. В масштабе современного мегапарсека могло генерироваться магнитное поле величиной примерно 10-16.8Гс. Источник: physicsweb.org.

Теория кварковых звезд

Группой ученых из Лос Аламосской национальной лаборатории выполнены детальные расчеты физических процессов в кварковых звездах - пока не обнаруженных гипотетических объектах. Выводы новой теории существенно расходятся с прежними представлениями. В частности, вблизи поверхности звезды наиболее энергетически выгодно состояние кварковой материи с большим числом s-кварков. Поверхность звезды должна быть неровной, а ее излучение значительно меньше, чем считалось ранее. Источник: www.aip.org.

Поиск частиц темной материи

В подземной криогенной лаборатории Soudan выполнена новая серия экспериментов по поиску частиц темной материи (скрытой массы). Хотя частицы не обнаружены, получены новые ограничения на их сечения взаимодействий с нуклонами. Источник: prl.aps.org.

Прямая проверка эквивалентности массы и энергии

В институте им. Лауэ-Ланжевена (Гренобль, Франция) выполнена новая прямая проверка формулы А.Эйнштейна E=mc2 с точностью 10-7. Изучались реакции захвата нейтронов ядрами кремния и серы с образованием изотопов 29Si и 33S. Измерялись массы изотопов до и после реакции и энергия излучаемых фотонов. Источник: www.nature.com.

Электронные пузыри в сверхтекучем гелии

A.Ghosh и H.J.Maris (Браунский университет, США) обнаружили в жидком гелии новый тип электронных пузырей - сферических полостей, образующихся вокруг попавших в объем гилия электронов. В отличие от наблюдавшихся ранее обычных пузырей вокруг свободных электронов, новые пузыри, вероятно, являются пузырями, прикрепленными к вихревым нитям в сверхтекучем гелии. Источник: prl.aps.org.

Поиск бозона Хиггса

Коллаборацией D0 предпринят поиск Хиггсова бозона - частицы, предсказываемой Стандартной моделью элементарных частиц. Изучались столкновения протонов на ускорителе. Бозоны Хиггса не обнаружены, но получены ограничения на их возможные свойства. Источник: prl.aps.org.

Прямое наблюдение непуассоновской статистике атомов в бозе-газе

C.S.Chuu и его коллеги из Техасского университета выполнили эксперимент, в котором впервые наблюдалось отклонение от классической статистики методом прямого подсчета атомов. Изучались флуктуации числа атомов 87Rb бозе-эйнштейновского конденсата в ловушке. Источник: prl.aps.org.

Черная дыра промежуточной массы

Астрономы из университета Айовы обнаружили в галактике M82 черную дыру с массой в 500 масс Солнца. Такие черные дыры относятся к классу черных дыр промежуточных масс - между сверхмассивными черными дырами в ядрах галактик и черными дырами звездных масс. Черная дыра в M82 обнаружена по рентгеновскому излучению, генерируемому при аккреции на нее газа, стекающего со звезды-спутника. Источник: physicsweb.org.

Динамика схлопывающихся пузырьков

Stephen D. Hopkins и его коллеги изучили динамику пузырьков газа ксенона в жидком оксиде серы, схлопывающихся в процессе сонолюминесценции. В частности, определена температура газа в пузырьках - 7000K и время схлопывания - около 10нс. Источник: prl.aps.org.

Скоростная съемка песчанной струи

В чикагском университете выполнена высокоскоростная съемка в рентгеновском излучении струи мелкого песка, вытекающего из сосуда. Удалось выявить несколько интересных структурных свойств струи, связанных с ее коллимацией. Источник: www.aip.org.

Плотность дырок

Группой исследователей из США и Израиля разработан метод прямого измерения с высоким разрешением плотности дырочных состояний в допированных и чистых аморфных органических пленках. Источник: prl.aps.org.

Фаза Гриффифа

Методом измерений электронного спинового резонанса и магнитной восприимчивости в одном из химических соединений впервые обнаружена фаза Гриффифа (Griffith), которая характеризуется сосуществованием у вещества некоторых ферромагнитных свойств на фоне глобального парамагнитного состояния. Источник: prl.aps.org.

Новый источник когерентного излучения

Теоретические расчеты, выполненные в Ливерморской национальной лаборатории и Массачусецком технологическом институте, показали возможность создания нового типа источников когерентного излучения. Фронт ударной волны, проходя через диэлектрический кристалл, должен вызывать синфазное колебание атомов в узлах решетки, сопровождаемое излучением когерентной световой волны в диапазоне 1-100 терагерц. Источник: physicsweb.org.

Изменение постоянной тонкой структуры

N. Kanekar и его коллеги получили новое ограничение на изменение в течение космологического времени постоянной тонкой структуры и отношения массы электрона к массе протона. Измерялись частоты линий излучения и поглощения молекул гидроксила OH в далекой галактике, наблюдаемой радиотелескопом GBT. Источник: www.nrao.edu.

Рекордный пульсар

Астрономы из Канады и США с помощью радиотелескопа GBT обнаружили пульсар, имеющий частоту вращения вокруг своей оси 716Гц. Прежний рекорд - 642Гц. Столь быстрое вращения накладывает определенные ограничения на уравнение состояния вещества нейтронной звезды. Источник: www.nrao.edu.

Гигантский "суперпузырь"

Ю.Пидопрыгора, Дж.Локман и Дж.Шилдс (Национальной радиоастрономической обсерватория и Университ Огайо, США) с помощью радиотелескопа GBT обнаружили гигантский газовый "суперпузырь" на расстоянии 10000 световых лет над плоскостью диска Галактики. По мнению астрономов, газ был выброшен из скопления молодых звезд в одной из спиральных ветвей Галактики в результате взрывов сверхновых или под давлением звездного ветра. Источник: www.nrao.edu.

Ультракомпактная двойная нейтронная звезда

Китайский исследователь Biping Gong привел убедительные аргументы в пользу того, что астрономический объект 1E1207.4-5209 может являться ультракомпактной парой нейтронных звезд с периодом орбитального вращения 0.2-6 часов. Ввиду относительной близости этой пары к Земле (2кпс) она может являться одним из самых перспективных истрочников гравитационных волн для их поиска на строящихся гравитационно-волновых детекторах. Источник: prl.aps.org.

Квантовая корреляция фотонов и атомов

В Университете шт.Джорджия выполнен эксперимен, в котором квантовое состояние атомного "кубита" переносилось фотонами на расстояние в несколько метров и трансформировалось в состояние другого атомного "кубита". Тем самым, впервые было получено "запутанное" (entangled) квантовое состояние системы атомов и фотонов. Источник: physicsweb.org.

Детектирование наночастиц

В Рочестерском университете разработана новая методика обнаружения микрочастиц нанометрового размера в реальном времени по рассеянию ими лазерного излучения. Метод, возможно, найдет применение в детектировании вирусов. Источник: physicsweb.org.

Пучок живых клеток

Группой исследователей из Лондона разработан способ создания тонких струй из живых. Клетки ускоряются электрических полем величиной 30кВ и при этом не разрушаются. Подобные пучки, возможно, найдут применение в медицине. Источник: physicsweb.org.

Наноалмазы в космосе

В Тайване проведены эксперименты по изучению люминесценции пыли из микроскопических алмазов. Результаты свидетельствуют в пользу той гипотезы, что области диффузного красного света в планетарных туманностях могут быть обусловлены наличием в туманностях алмазов нанометрового размера. Источник: www.aip.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