Новости физики в Интернете


Роль фононов в механизме высокотемпературной сверхпроводимости

S.Davis (Корнельский университет) и его коллеги из США и Японии представили новые экспериментальные свидетельства ключевой роли фононов (квантов колебаний кристаллической решетки) в механизме высокотемпературной сверхпроводимости, а именно - в процессе куперовского спаривания электронов при их взаимодействии с фононами. Этот эффект ранее наблюдался в низкотемпературных сверхпроводниках методом туннельной спектроскопии, однако аналогичные исследования высокотемпературных сверхпроводников не давали однозначных результатов. Одно из объяснение состоит в том, что в высокотемпературных сверхпроводниках спаривание происходит лишь в малых участках пространства, расположенных хаотически. Следовательно, необходимы измерения по многим областям атомного размера вдоль поверхности сверхпроводника. S.Davis и его коллеги с помощью сканирующего туннельного микроскопа выполнили новые измерения туннельного тока в нанометровых масштабах у сверхпроводящего соединения Bi2Sr2CaCu2O8+d. Взаимодействие электронов с фононами было идентифицировано по пикам на графике второй производной туннельного тока d2I/dV2. Дополнительные исследования показали, что это взаимодействие не связано с особенностями магнитной структуры образца, а замена изотопа 16O на 18O смещает энергию фононных мод колебаний на примерно 6%, что соответствует предсказанию теории. Кроме того, энергия фононных мод в каждой точке поверхности образца антикореелирует с величиной сверхпроводящей щели в энергетическом спектре, что также подтверждает связь сверхпроводимости с фононами. Источник: Nature 442 657 (2006)

Осцилляции Блоха в поле световой волны

В Университете Флоренции разработана новая методика исследования силы тяготения на масштабе в несколько микрометров. Сила определяется путем измерения частоты осцилляций Блоха атомов в оптической ловушке, представляющей собой вертикальную стоячую световую волну (с периодичностью в вертикальном направлении). Квантовомеханические осцилляции Блоха возникают в том случае, когда частица находится в периодическом потенциале и под воздействием дополнительной постоянной силы, например, колебания электрона в кристалле во внешнем электрическом поле. В эксперименте G.Ferrari и его коллег роль потенциала играло дипольное взаимодействие атомов с периодическим полем световой волны, а внешней силой была сила тяготения. Эксперимент проводился с ультрахолодными атомами-бозонами 88Sr, имеющими в основном состоянии нулевой спин и ядерный магнитный момент и по этой причине слабо взаимодействующими друг с другом и с внешними электромагнитными полями, что позволило достичь рекордного времени когерентных осцилляций Блоха - около 10 секунд. С помощью данной методики планируется выполнить сверхточные измерения силы тяготения в масштабе микрометров и значительно улучшить ограничения на возможное нарушение закона всемирного тяготения Ньютона в малых масштабах. Источник: Phys. Rev. Lett. 97 060402 (2006)

Прямое доказательство существования темной материи

С помощью космического рентгеновского телескопа Чандра и телескопа Хаббла выполнены детальные наблюдения скопления галактик 1E0657-558, представляющего собой на самом деле два отдельных скопления на начальной стадии их разлета после столкновения. Горячий газ в скоплениях наблюдался по его рентгеновскому излучению, а распределение массы было получено по искажению оптических изображений галактик, находящихся на большом расстоянии за скоплением. Гравитационное линзирование света придает изображениям галактик вытянутую форму, что статистически позволяет восстановить распределение массы в гравитационной линзе. Как оказалось, положение газовых ядер скоплений не совпадает с положением центров масс разлетающихся скоплений. Картина такова, что газ как бы отстает от разлетающихся невидимых сгущений массы и галактик, что практически доказывает существование темной материи. Наблюдениям дается следующая интерпретация. В изолированных скоплениях галактик газовое ядро находится примерно в центре более протяженного гало темной материи. В процессе столкновения скоплений, при их пролете друг сквозь друга газовые облака испытали взаимное трение и затормозились, а бесстолкновительная темная материя и галактики продолжили лететь по инерции. В результате барионная составляющая скоплений и их темная материя пространственно разделились. Это разделение, хотя оно и не полное, достоверно установлено из сравнения рентгеновского изображения и распределения скрытой массы, восстановленного по оптическим наблюдениям гравитационного линзирования. Для объяснения кривых вращения галактик и высокой температуры газа в скоплениях галактик предлагались различные модификации закона тяготения. Ввиду описываемых наблюдений, необходимость в подобных альтернативных теориях отпала, и более того, большинство из них не могут описать наблюдаемую картину столкновений галактик. Пока неизвестно, из чего именно состоит темная материя, по наиболее вероятной гипотезе - из элементарных частиц, не обнаруженных пока экспериментально. Однозначным решением проблемы темной материи было бы непосредственная регистрация этих частиц в земных детекторах, на что направлены усилия уже работающих лабораторий, а также планируются новые эксперименты. Источник: astro-ph/0608407

Литий во Вселенной

Последние данные по анизотропии реликтового излучения, полученные со спутника WMAP, позволили выполнить в рамках теории первичного нуклеосинтеза точные расчеты первичного (дозвездного) химического состава вещества во Вселенной. Однако предсказываемое теорией количество лития оказалось в 2-3 раза больше, чем следовало из астрономических наблюдений состава звезд. A.Korn и его коллеги, возможно, устранили это расхождение путем спектроскопических исследований 18 звезд в шаровом звездном скоплении NGC6397. Наблюдения велись на 8.2-метровом телескопе VLT в Чили. Звезды шаровых скоплений относятся к самому старому звездному населению Галактики, они имеют разные массы и температуру, но одинаковый возраст и начальный химический состав, что позволило сравнить данные наблюдений с предсказанием теории звездной эволюции. Количество лития вблизи видимой поверхности звезд с увеличением температуры сначала почти не изменяется (плато на графике), а затем резко уменьшается. Такую зависимость объясняет теория, согласно которой ядра лития в достаточно горячих звездах в процессе диффузии с участием турбулентного перемешивания опускаются к центру звезд и там разрушаются в ядерных реакциях в условиях высокой температуры. В результате, количество лития у поверхности звезд за время их жизни уменьшилось примерно на 78%, а начальное его количество согласуется с предсказанием теории первичного нуклеосинтеза с точностью в одно стандартное отклонение. Источник: Nature 442 657 (2006)


Новости не опубликованные в журнале


Проверка ОТО

Радионаблюдения двойного пульсара PSR J0737-3039A/B, имеющего орбитальный период всего 2.4 часа, позволили выполнить проверку предсказаний общей теории относительности с точностью 0.05% в области сильных гравитационных полей (величина поля в 100000 раз больше, чем в Солнечной системе). На орбитальное движение пары пульсаров влияют такие эффекты, как излучение системой гравитационных волн и релятивистская прецессия орбит. Источник: physicsweb.org.

Спиновый эффект Холла при комнатной температуре

Исследователи из Калифорнийского и Пенсильванского университетов впервые зарегистрировали спиновый эффект Холла при комнатной температуре. Изучались пленки полупроводника ZnSe, допированного атомами хлора, толщиной 1.5мкм. Наблюдения производились методом спектроскопии керровского вращения. В спинтронике спиновый эффект Холла может быть применен для создания источников спинового тока. Источник: arxiv.org.

Яркая сверхновая

Исследователи из Канады обнаружили необычную сверхновую SNLS-03D3bb типа Ia, яркость которой в два раза превышает яркость подобных источников. Объяснением может являться быстрое вращение взорвавшегося белого карлика или столкновение двух таких звезд. Это открытие в некоторых случаях ставит под вопрос использование сверхновых типа Ia в качестве "стандартных свечей" при определении космологических расстояний. Источник: physicsweb.org.

Падение магнита в сверхпроводящей трубке

Y.Levin и F.Rizzato (Бразильский федеральный университет) показали теоретически, что внутри вертикальной трубки, изготовленной из идеального сверхпроводника, магнит должен падать свободно. Ранее считалось, что под влиянием индуцированных в сверхпроводнике полей магнит останавливается. Источник: physicsweb.org.

Этановые дожди на Титане

Исследователи из университета Аризоны пришли к выводу, что на спутнике Сатурна Титане должны выпадать этановые дожди и снег. Этан образуется в атмосфере при разрушении молекул метана УФ-излучением Солнца. Источник: www.pereplet.ru.

Бозе-эйнштейновская конденсация поляритонов и магнонов

J.Kasprzak и его коллеги из Франции обнаружили свидетельства перехода газа поляритонов (квазичастиц, состоящих из пары электрон-дырка и фотона) в полупроводнике в состояние бозе-эйнштейновского конденсата. Другая группа исследователей из Института прикладной физики (Мюнстер, Германия) получила при комнатной температуре бозе-эйнштейновский конденсат магнонов (квантов спиновых волн) путем создания на короткое время очень большой их концентрации. Источник: physicsweb.org.

Модуляция энергии электронов в фотоэффекте

Margaret Murnane и ее коллеги из США выполнили эксперимент, в котором под влиянием синхронных УФ и ИК световых импульсов с твердой поверхности платины выбивались электроны со сдвигом их кинетической энергии на величину энергии ИК-фотонов. Ранее подобный тип фотоэффекта удавалось наблюдать только в газах, атомы которых имеют простые дискретные энергетические уровни. Источник: focus.aps.org.

Эллипсоидальная Вселенная

По данным спутника WMAP существует небольшой избыток квадрупольного момента в распределении флуктуаций реликтового излучения. Группой итальянских ученых предложена модель, объясняющая этот избыток несферичностью (на уровне около 1%) поверхности последнего рассеяния. Причиной может быть крупномасштабное магнитное поле или топологический дефект сверхбольшого размера. Источник: www.aip.org.

Гиперзвук

Исследователи из Франции и Аргентины разработали методику получения в тонкой пленке твердого вещества звуковых импульсов (фононов) сверхвысокой частоты - 200ГГц посредством фемтосекундных лазерных импульсов. Гиперзвук генерировался в многослойной резонансной полупроводниковой полости. Возможное применение методики - создание "акустического лазера". Источник: www.aip.org.

Формирование массивных звезд

Путем регистрации радиоизлучения молекул аммиака телескопом VLA исследована молодая массивная (20 масс Солнца) звезда G24 A1. Выяснено, что подобно звездам малых масс, звезда G24 A1 формировалась в процессе несферической аккреции газа. Источник: www.nrao.edu.

Плазменный ускоритель

В Берклеевской национальной лаборатории построен плазменный ускоритель, разгоняющий электроны до рекордной для этих устройств энергии - более 1ГэВ. Ускорение осуществляется в капиллярах кристалла сапфира, и получаются почти монохроматические электронные сгустки, с разбросом частиц по энергиям всего 2.5%. Источник: elementy.ru.

Наблюдение "Мастером" источника далекого гамма-всплеска

Группой российских астрономов зарегистрировано оптическое послесвечение гамма-всплеска, находящегося на красном смещении z=3.2. Наблюдения велись на 30-сантиметровом телескопе Мастер, наводящимся на источники гамма-всплесков по сигналу со спутника Свифт. Источник: www.pereplet.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