Новости физики в Интернете


Новое измерение постоянной тонкой структуры

M. Cadoret и его коллеги из Франции с помощью комбинированной методики, основанной на эффекте осцилляций Блоха и атомной интерферометрии, измерили постоянную тонкой структуры α с относительной точностью 4,6×10-9. В других, выполненных недавно сверхточных измерениях α, непосредственно измерялся лишь аномальный магнитный момент электрона, а α затем вычислялась по формулам квантовой электродинамики. В эксперименте M. Cadoret и его коллег измерения α проводились более прямым путем (без предположений о справедливости формул КЭД) через импульсы отдачи атомов в периодическом потенциале. Атомы рубидия освещались двумя противоположными лучами лазера со слегка различающимися частотами, они поглощали фотоны из одного луча и затем переизлучали фотоны в другой луч. Разность частот была компенсирована эффектом Доплера при движении атомов, и измерение ее величины дало значение α. Согласие полученных результатов с измерениями α в других экспериментах и с теоретическими предсказаниями КЭД представляет самую точную на сегодняшний день проверку этой теории. Источник: Phys. Rev. Lett. 101 230801 (2008)

Импульс света в оптоволокне

Около 100 лет дискутируется вопрос об импульсе света в прозрачной среде. Проблема выбора между выражениями Г. Минковского и М. Абрагама заключается в неоднозначности разделения полного импульса на импульс поля и импульс среды, а также в необходимости учета действия электромагнитной силы на среду при излучении и поглощении света (см. УФН 118 175 (1976)). Китайские исследователи W. She, J.Yu и R. Feng выполнили новый эксперимент, в котором подтверждается выражение Абрагама. Оптоволокно длиной 1,5 мм и шириной в полмикрона вертикально подвешивалось в герметичном сосуде. Через волокно сверху вниз пропускался свет от двух лазеров. Первый лазер с длиной волны 650 нм и мощностью 0,5 мВт служил для подсветки оптоволокна с целью удобства его наблюдения - движение оптоволокна фотографировалось с частотой 10 снимков в секунду сквозь линзу, установленную в стенке сосуда. Свет второго лазера с длиной волны 980 нм и регулируемой мощностью 0-78 мВт при выходе снизу из оптоволокна передавал ему импульс, и оптоволокно изгибалось, испытывая отдачу в направлении вверх. Такая картина подтверждает выражение Абрагама для импульса, в подходе Минковского волокно испытывало бы растягивающую нагрузку в направлении вниз. Успех эксперимента обусловлен очень малым весом оптоволокна, так что импульс отдачи компенсировал вес свободного конца волокна. Эксперимент подтвердил теоретическую оценку, по которой компенсация происходит при мощности лазера около 4 мВт. Близкий результат был получен, когда второй лазер работал не в импульсном, а в непрерывном режиме. Источник: Phys. Rev. Lett. 101 243601 (2008)

Эффект Магнуса для света

E. Hasman и его коллеги из Израильского института технологий (Технион) впервые наблюдали в адиабатическом режиме спиновый эффект Холла для фотонов, иначе называемый оптическим эффектом Магнуса. Ранее этот эффект наблюдался лишь в неадиабатическом случае сильной неоднородности с резкой остановкой траектории частицы. Спиновый эффект Холла для фотонов заключается во взаимодействии спина частицы и кривизны ее траектории, при этом возникает дополнительная сила, влияющая на траекторию движения. Исследовалось распространение лазерного света вдоль стеклянного цилиндра. Луч испытывал полное внутреннее отражение, и его траектория закручивалась по спирали внутри цилиндра у его поверхности. На выходе из цилиндра измерялось направление луча и параметры Стокса. Выполненный в Технионе эксперимент подтвердил детальную теорию оптического эффекта Магнуса, в основе которой лежит динамическое влияние геометрической фазы Берри. Источник: Nature Photonics 2 748 (2008)

Лэмбовский сдвиг в твердом теле

Лэмбовский сдвиг уровней энергии атома обусловлен взаимодействием электронов с рождающимися из вакуума виртуальными электрон-позитронными парами. Обычно лэмбовский сдвиг не представляется возможным наблюдать в твердых телах, поскольку уровни энергии в них имеют вид широких зон. Однако A. Wallraff и его коллеги из Швейцарии и Канады смогли измерить лэмбовский сдвиг макроскопического квантового бита (кубита) в резонаторе. Кубит представлял собой два кусочка сверхпроводника, соединенных двумя туннельными контактами. Данная система называется трансмоном. Энергетические уровни трансмона определяются распределением куперовских пар в сверхпроводниках. Трансмон помещался в микроволновый резонатор, где он мог поглощать и излучать фотоны определенных частот. Благодаря своей форме трансмон имел большой дипольный момент, а также была выбрана специальная конфигурация резонатора, в результате чего эффект взаимодействия с виртуальными фотонами был значительно усилен, но при этом эффект Штарка вносил лишь незначительные поправки, поскольку проявлялся вне резонанса с виртуальными фотонами. В итоге, наблюдаемый лэмбовский сдвиг уровней энергии трансмона составлял около 1,4% от разности энергий соседних уровней, что в 10000 раз больше лэмбовского сдвига в атоме водорода в условиях вне резонатора. Лэмбовский сдвиг приводит к декогеренции состояния кубита. Эксперимент A. Wallraff и его коллег дает рецепт, как избежать нежелательной декогеренции в будущих квантовых компьютерах - необходимо выбирать конфигурации устройств, которые не дают резонанса с виртуальными фотонами. Источник: Science 322 1357 (2008)

Вынужденное излучение поверхностных плазмонных поляритонов

Поверхностные плазмоны и плазмонные поляритоны представляют собой, соответственно, локализованные и движущиеся вдоль границы металла и диэлектрика электромагнитные импульсы, связанные с электронным газом. Эти квазичастицы в области оптических частот сильно поглощаются и имеют малую длину распространения, что создает трудности для их возможного практического применения. В качестве решения этой проблемы предлагалось вводить оптически активные примеси. M.A. Noginov (Норфолкский университет, США) и его коллегам впервые удалось с помощью этой методики достичь компенсации потерь поверхностных плазмонных поляритонов и наблюдать их вынужденное излучение, аналогичное вынужденному излучению фотонов в лазерах. Слой серебра толщиной 39-82 нм был осажден на грань стеклянной призмы. Поверх него наносилась полимерная пленка, допированная молекулами красителя. Возбуждение поверхностных плазмонных поляритонов производилось импульсами света сначала со стороны призмы (в целях калибровки для измерения профиля отражения R(θ)), а затем со стороны полимерной пленки. Молекулы красителя поглощали фотоны и излучали поверхностные плазмонные поляритоны. Пороговая величина излучения и спектр поляритонов соответствовали теоретически предсказываемым для лазероподобного излучения. Данное исследование может найти полезные применения в создании новых оптических метаматериалов и плазмонных наноустройств. Источник: Phys. Rev. Lett. 101 226806 (2008)

Очень горячий белый карлик

С помощью космического телескопа FUSE обнаружена звезда - белый карлик KPD 0005+5106 с рекордно большой температурой поверхности 200000°C. При такой температуре объект виден в УФ-диапазоне. Белые карлики, внутреннее давление в которых поддерживается вырожденным электронным газом, образуются из массивных звезд после исчерпания в них термоядерного горючего. Высокие температуры могут достигаться лишь непосредственно после образования белых карликов до их остывания, поэтому наблюдение белого карлика с температурой 200000°C является очень редким событием. Источник: http://www.space.com/scienceastronomy/081212-hot-star.html


Новости не опубликованные в журнале


3D-сверхпроводимость в Ba0,6K0,4Fe2As2

H. Yuan и его коллеги обнаружили, что в сверхпроводнике на основе железа Ba0,6K0,4Fe2As2 температура сверхпроводящего перехода не зависит от направления внешнего магнитного поля. Это свидетельствует о том, что как и в обычных сверхпроводниках, описываемых теорией БКШ, сверхпроводимость Ba0,6K0,4Fe2As2 является трехмерной, в отличие от квазидвумерной сверхпроводимости купратов. Источник: http://physicsworld.com/cws/article/news/37566

Графан

A. Geim и К. Новоселов синтезировали новое соединение, названное "графаном", которое представляет собой соединение атомов углерода и водорода, по структуре сходное с графеном (слоями атомов углерода толщиной в один атом). В экспериментальной установке молекулы водорода под влиянием электрических разрядов расщеплялись на атомы и внедрялись в графен. Источник: http://physicsworld.com/cws/article/news/37600

Сверхбыстрый графеновый транзистор

В исследовательском центре IBM создан самый быстрый графеновый транзистор, работающий на частоте 26 ГГц. Источник: http://physicsworld.com/cws/article/news/37204, arXiv:0812.1586v1 [cond-mat.other]

Рождение звезд в центре Галактики

С помощью радиотелескопа VLA в ядре Галактики на расстоянии в несколько световых лет от центральной черной дыры обнаружены рождающиеся звезды (плотные сгущения газа). Эти протозвезды были найдены по радиоизлучению водяных мазеров. Ранее возможность рождения звезд рядом с центральной черной дырой считалась маловероятной. Предполагалось, что звезды рождаются в далеких областях и лишь позже могут сблизиться с черной дырой. Источник: http://physicsworld.com/cws/article/news/37243

Плазмонный нанопереключатель

Группой исследователей BioNEMS создан микроскопический переключатель на основе квазичастиц - плазмонов. Применение таких устройств в компьютерной технике может значительно ускорить вычисления. Работа нанопереключателя основана на изменении формы молекул под влиянием света. В результате этого происходит реориентации жидких кристаллов между двумя направлениями, которые могу кодировать состояния «0» и «1». Источник: http://www.physorg.com/news151345921.html

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