Новости физики в Интернете


Спиновый эффект Холла при комнатной температуре

D.Awschalom и его коллеги из Калифорнийского и Пенсильванского университетов впервые зарегистрировали спиновый эффект Холла при комнатной температуре. Эффект наблюдался в немагнитном материале в отсутствии внешнего магнитного поля и заключался в появлении потока спинового углового момента электронов в направлении, перпендикулярном направлению электрического тока. В результате на боковых гранях образца возникал избыток электронов с преобладанием одного из двух направлений спина. Данное явление возникает по причине зависимости направления рассеяния электронов от направления спина при спин-орбитальном взаимодействии. Спиновый эффект Холла был предсказан М.И.Дьяконовым и В.И.Перелем в 1971 году и впервые обнаружен D.Awschalom и его коллегами в 2004г. в соединении GaAs при температуре 20К. В новом эксперименте исследовались пленки полупроводника ZnSe, допированного атомами хлора, толщиной 1.5мкм. Наблюдения производились методом спектроскопии керровского вращения. С возрастанием температуры от 10К до 295К величина спинового эффекта Холла (спиновая поляризация на боковых гранях) уменьшалась примерно в 10 раз, но эффкт оставался измеримым. Основной задачей будущих исследований является увеличение времени спиновой когерентности и доли поляризованных электронов при высоких температурах. Спиновый эффект Холла может найти техническое применение в спинтронных устройствах для создания источников спинового тока. Источник: Phys. Rev. Lett. 97 126603 (2006)

Квантовое охлаждение

Измерение квантового состояния системы всегда оказывает на эту систему возмущающее воздействие. В Мэрилендском университете выполнен эксперимент по практическому использованию данного эффекта для охлаждения микроскопического стержня. Амплитуде механических мод колебаний стержня можно поставить в соответствие некоторую эффективную температуру. Рядом со стержнем был размещен сверхпроводящий одноэлектронный транзистор. Колебания стержня влияли на электромагнитное поле в транзисторе, и таким путем измерялся уровень колебаний. Подобное квантовое измерение в некоторых случаях приводило к уменьшению амплитуды колебаний и, соответственно, к охлаждению стержня. В эксперименте удалось произвести охлаждение от 550 до 300мК. Охлаждение обусловлено несимметрией спектра квантовых шумов транзистора, оказывающих обратное влияние на стержень при измерениях. Возможно, данный способ охлаждения в будущем найдет полезные применения в наноэлектронных устройствах. Источники: Nature 443 123 (2006)

Сверхпроводящие кубиты

M.Steffen и его коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре впервые получили квантово-коррелированное запутанное (entangled) состояние двух сверхпроводящих джозефсоновских туннельных контактов. Определение квантового состояния системы, подтвердившее возникновение запутанного состояния, было произведено методом "квантовой томографии". Сверхпроводящие элементы могут хранить квантовые биты (кубиты) информации, поэтому создание когерентных систем, состоящих из сверхпроводящих элементов, является перспективным направлением в разработке квантовых компьютеров. В одном из альтернативных подходов в запутанное квантовое состояние удалось перевести восемь ионов в атомной ловушке. Пока неизвестны какие-либо принципиальные трудности для создания подобных же запутанных состояний в системах, состоящих из более чем двух сверхпроводящих элементов. Источник: http://physicsweb.org/articles/news/10/9/3/1

Сверхвысокочастотный резонатор из нанотрубки

Исследователи из Берклеевской национальной лаборатории и Калифорнийского университета создали микроскопический электромеханический резонатор на основе углеродной нанотрубки. Нанотрубка прикреплена к двум металлическим контактам, расположенным на расстоянии 300нм друг от друга. По этим контактам через нанотрубку пропускается переменный ток высокой частоты. На расстоянии 200нм от нанотрубки находится третий контакт (затвор), к которому подведен сигнал с другой частотой. Затвор своим электрическим полем оказывает силовое воздействие на нанотрубку и, наоборот, колебания нанотрубки изменяют емкость конденсатора, образуемого затвором и нанотрубкой. Контакты подключены к радиосхеме, позволяющей измерять амплитуду и фазу колебаний. При комнатной температуре и давлении воздуха величиной в 1атм механические колебания нанотрубки вступают в резонанс с электромагнитными колебаниями при частоте около 1.3ГГц. Эта частота несколько меньше, чем в вакууме, что объясняется осаждением молекул воздуха на поверхность нанотрубки. Зависимость резонансной частоты от массы осажденного вещества позволяет измерять сверхмалые массы 10-18г. Эффективная добротность резонатора достигала величины Q=440. Источник: Phys. Rev. Lett. 97 087203 (2006)

Проверка общей теории относительности

Двойной пульсар PSR J0737-3039A/B по ряду причин является наиболее перспективной из известных на сегодняшний день систем для проверки эффектов общей теории относительности. Обе нейтронные звезды (A и B) наблюдаются как радиопульсары, пара находится на относительно близком расстоянии от Солнца - 500пк, орбитальный период составляет всего 2.4 часа, и поэтому пульсары имеют большие орбитальные скорости и ускорения и, кроме того, доступно независимое определение отношения масс нейтронных звезд. PSR J0737-3039A/B изучался с помощью нескольких радиотелескопов в течение последних 2.5 лет, начиная с момента его обнаружения. По форме и интервалам в следовании радиоимпульсов удалось исследовать несколько эффектов: сжатие орбиты за счет излучения системой гравитационных волн, поправки к кеплеровскому движению под влиянием искривления пространства-времени и влияние гравитационного поля на распространение радиосигналов. Таким образом был выполнен тест теории гравитации при величине гравитационного поля, в 105 раз большего, чем поля в Солнечной системе. С рекордной в области сильных полей точностью - 0.05% обнаруженные релятивистские поправки согласуются с предсказаниями эйнштейновской общей теории относительности. Источник: astro-ph/0609417


Новости не опубликованные в журнале


Проблемы численного моделирования

O.Agertz, B.Moore и их коллеги выполнили детальное сравнение результатов двух наиболее популярных методов численного моделирования: эйлеров метод решетки и лагранжев метод сглаженной гидродинамики частиц (smoothed particle hydrodynamics). Обнаружены существенные расхождения получаемых результатов в областях с большими градиентами плотности. Источник: arxiv.org.

Биоэлектроника

В Калифорнийском университете изучены свойства единичного вируса, в структуру которого были внедрены платиновые наночастицы. Система обладает двумя устойчивыми электронными состояниями, между которыми ее можно быстро переключать с помощью внешнего электрического поля. Возможное применение - логические запоминающие элементы. Источник: physicsweb.org.

Гистерезис в плавлении нанокристаллов

В Берклеевской национальной лаборатории изучены процессы плавления и отвердевания германиевых нанокристаллов, внедренных в объем кремниевого стекла. Плавление происходит при температуре, на 199К большей, чем у свободных макроскопических образцов германия. Наблюдается гистерезис: для последующего отвердевания расплавленных нанокристаллов их приходится опять охлаждать до температуры, на 250К меньшей, чем точка плавления свободного германия. Источник: www.lbl.gov.

Преобразование частоты солнечного света

S.Baluschev и его коллеги из Германии разработали методику трансформации фотонов солнечного света из зеленого диапазона в свет голубой части спектра. Особые кольцеобразные молекулы, имеющие в своем составе атом палладия, находились в полимерном растворе. Эти молекулы поглощали фотоны зеленого света и передавали свою энергию молекулам полимера, переходившим в долгоживущее возбужденное состояние. Молекулы полимера могли передавать энергию другим молекулам полимера, которые при переходе в основное состояние излучали свет большей частоты. Ранее подобный процесс конверсии удавалось осуществлять только с лазерным светом. Источник: focus.aps.org.

Гамма-источник в центре Галактики

В 2004 г. в центре нашей Галактики был обнаружен источник гамма-излучения, природа которого до сих пор не известна. Согласно новым наблюдениям телескопа HESS, источник имеет примерно степенной спектр без завала со стороны высоких энергий. Такой спектр не может быть объяснен аннигиляцией нейтралино. Источник: arxiv.org.

Обнаружены новые барионы

Коллаборацией CDF на протон-антипротонном коллайдере Теватрон в Лаборатории им.Э.Ферми обнаружены две новые элементарные частицы - барионы с кварковым составом uub и ddb и массой 5.8ГэВ. Источник: www.fnal.gov.

Движение молекул между микропорами

K.E.Washburn и P.T.Callaghan с помощью рентгеновской компьютерной томографии и разработанных ими новых алгоритмов компьютерной обработки данных изучили динамику переходов молекул жидкости между микропорами в твердых минералах. Исследование может найти полезные применения в геологоразведке, например, для оценки количества нефти в породах. Источник: focus.aps.org.

Звук из-под воды?

Ранее считалось, что звуковые волны не могут проникать из-под воды в воздух, испытывая полное отражение на поверхности. О.Годин (Колорадский университет) показал теоретически, что звуковые волны все же способны выходить в воздух в том случае, когда длина волны превышает глубину источника звука. Для проверки этого предсказания планируются специальные эксперименты. Источник: physicsweb.org.

Галактика в центре формирующегося скопления

С помощью телескопа Хаббла выполнены наблюдения радиогалактики MRC 1138-262 в центре формирующегося скопления галактик на красном смещении z=2.2. Галактику окружают паутинообразные вытянутые структуры, которые представляют собой небольшие галактики, сливающиеся с центральной cD галактикой MRC 1138-262. Источник: arxiv.org.

Дефицит гелия во Вселенной

В Ливерморской национальной лаборатории выполнено 3-мерное численное моделирование гидродинамических явлений в конвективной зоне звезд - красных гигантов. Установлено, что в результате в результате перемешивания ядра гелия-3 разрушаются и поэтому не могут выбрасываться в межзвездное пространство со звездным ветром. Это явление объясняет наблюдаемый в космосе дефицит гелия-3. Источник: physicsweb.org.

Акустическое детектирование нейтрино

Исследователи из НИИЯФ МГУ, ИТЭФ и ВНИИФТРИ изучили распространение в воде звуковых волн, порождаемых электронными сгустками. Результаты важны для будущих экспериментов по акустическому детектированию нейтрино сверхвысоких энергий. Космические нейтрино создают электро-позитронные ливни, которые при входе в воду и вдоль своей траектории генерируют звук в диапазоне кГц. Источник: elementy.ru.

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