Новости физики в Интернете


Нарушение четности при столкновениях ядер

С помощью детектора STAR на ускорителе RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) в Брукхэйвенской национальной лаборатории впервые обнаружен «киральный магнитный эффект», предсказанный в 1998 г. в работе D. Kharzeev, R.D. Pisarski и M.H.G. Tytgat. Эффект заключается в нарушении четности (симметрии относительно зеркальных отражений), которое проявляет себя в частичном пространственном разделении положительно и отрицательно заряженных кварков вдоль направления орбитального углового момента сталкивающихся ядер. Причиной разделения зарядов является разность числа кварков с различными киральностями в образующихся метастабильных доменах и сильное магнитное поле величиной до ≈ 1015 Тл, возникающее при нецентральных столкновениях ядер. В эксперименте исследовались столкновения ядер Au + Au и Cu + Cu с энергиями в системе центра масс 200 ГэВ. Путем корреляционного анализа измерялось разделение зарядов по обе стороны от плоскости реакции, т.е. вдоль направления углового момента. Были изучены и исключены возможные источники фоновых сигналов и экспериментальных неопределенностей, такие как вклад рассеяний трех и большего числа ядер и вклад резонансных распадов. В результате, были обнаружены статистически значимые корреляции, которые могут соответствовать нарушению четности. В согласии с теоретическими расчетами, измеренный сигнал при столкновениях ядер меди оказался сильнее, чем в случае ядер золота. Источник: Phys. Rev. Lett. 103 251601 (2009)

Измерение сверхнизких температур

D.M. Weld и его коллеги из Массачусетсского технологического института разработали новый достаточно универсальный метод измерения температуры ультрахолодных газов в оптических решетках. Метод спин-градиентной термометрии был продемонстрирован для газа атомов 87Rb в неоднородном магнитном поле, захваченных в трехмерную оптическую решетку из лучей лазера. Газ находился в состоянии изолятора Мотта, у которого проводимость отсутствует из-за сильного отталкивания между частицами. С изменением температуры меняется ширина переходной зоны между облачками атомов в различных спиновых состояниях (и имеющих различные магнитные моменты), разделившихся под действием градиента внешнего магнитного поля. При понижении температуры переход становится более резким, а неполное разделение при конечных температурах обусловлено наличием спиновых возбуждений. Таким образом, наблюдая переходную зону, можно найти температуру газа. В описываемом эксперименте удалось измерить температуры до 1 нК, и исследователи полагают, что с помощью нового метода можно будет измерять температуры вплоть до ≈ 50 пК. Изучение атомов в оптических решетках при сверхнизких температурах важно для реализации квантовых спиновых гамильтонианов, моделирующих вещества с уникальными свойствами, в частности, высокотемпературные сверхпроводники. Источник: Phys. Rev. Lett. 103 245301 (2009)

Релятивистское плазменное «зеркало»

M. Kando и его коллеги из Центра передовых фотонных исследований (Киото, Япония) и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (Москва, Россия) исследовали отражение лазерных импульсов от релятивистски движущегося «зеркала». «Зеркало» представляло собой волну в плазме (модуляцию электронной плотности), создаваемую мощным лазерным импульсом. При отражении от движущегося навстречу «зеркала» частота лазерного света возрастала в 37 — 66 раз за счет двойного доплер-эффекта. Подобный скачок частоты может оказаться полезным в ряде практических применений, например, для лазерного ускорения ионов и генерации ультракоротких импульсов. Коэффициент отражения в эксперименте составлял 1,3 × 10-4 — 0,6 × 10-3, что близко к теоретически ожидавшейся для данного эксперимента величины. Впервые эксперимент по отражению от релятивистского плазменного «зеркала» был выполнен в 2007 г., однако в новом эксперименте удалось достичь значительно лучших отражательных свойств и детально исследовать характеристики отраженного света. Источник: Phys. Rev. Lett. 103 235003 (2009)

Близкая пара компактных звезд

C. Badenes и его коллеги из США и Израиля обнаружили на расстоянии примерно 50 пк от Земли двойную систему, в которой один объект является белым карликом с массой около 0,9 масс Солнца, а второй - нейтронная звезда или черная дыра с массой более 1,6 масс Солнца. Таким образом, данная система содержит самый близкий из известных компактных остатков взрывов сверхновых. Двойная система SDSS 1257 + 5428, имеющая орбитальный период 4,6 часа, была найдена путем изучения спектральных особенностей объектов из каталога Sloan Digital Sky Survey и затем дополнительно исследована с помощью спектрографа DIS на 3,5-метровом телескопе ARC в Нью-Мексико. Компоненты пары постепенно сближаются за счет излучения гравитационных волн. Из оценки орбитальных параметров можно сделать вывод, что компактные звезды столкнутся не позже, чем через ≈ 500 млн. лет. T.A. Thompson и его коллеги из Университета шт. Огайо, используя эти данные, оценили общее число и темп слияний двойных систем подобного типа. По их расчетам, в Галактике содержится порядка 106 таких систем, а темп слияний в Галактике составляет ≈ 5 × 10-4 год-1. Не исключено, что при столкновении белого карлика и компактного объекта генерируются гамма-всплески, мощные нейтринные вспышки, а также космические лучи сверхвысоких энергий. Вероятно, двойные системы с белыми карликами станут главным источником фона гравитационных волн для планируемого космического лазерного интерферометра LISA. Источники: arXiv:0910.2709v1 [astro-ph.SR], arXiv:0912.0009v1 [astro-ph.HE]

Волны на клеточной мембране

Распространение волновых возбуждений по внешней оболочке живых клеток зависит от множества физико-химических факторов, в том числе, нелинейных, поэтому наблюдение и теоретическое объяснение свойств волн на клеточных мембранах является интересной и сложной задачей биофизики. Поверхностные волны непосредственно связаны со способностью многих клеток к перемещению. Ученые из Института биофотоники и Исследовательского центра прикладных наук (Тайпей, Тайвань) смогли прояснить картину распространения волн по поверхности фибробластов — клеток соединительных тканей. Применявшийся ими метод наблюдений называется неинтерференционной оптической профилеметрией широкого поля (NIWOP). В его основе лежит использование линейного участка зависимости интенсивности света от величины пространственного смещения из фокуса микроскопа. Эта методика позволила достичь необходимого разрешения в трехмерной динамической картине распространения волн. В эксперименте были измерены профили волн, их скорость (≈ 100 нм с-1), дисперсия и другие характеристики. Наблюдения подтверждают детальную теорию распространения волн, предложенную R. Shlomovitz и N.S. Gov в 2007 г. Их модель основана на взаимодействии отталкивающей силы, возникающей при полимеризации белка актина, и сжимающей силы, производимой белком миозином, который соединяет нити актина. Исследователи обнаружили, что при добавлении реагентов, блокирующих миозин и полимеризацию актина, волны исчезают, что подтверждает определяющую роль этих белков в волновом процессе. Выполненные исследования могут найти важные применения в медицине и биотехнологии. Источник: Phys. Rev. Lett. 103 238101 (2009)


Новости не опубликованные в журнале


Дрожащее движение

C. Roos (Университет Инсбрука, Австрия) и его коллеги в эксперименте с ионами кальция впервые обнаружили эффект квантового «дрожащего движения» (zitterbewegung), предсказанный Э. Шредингером в 1930 г. на основе уравнения Дирака. Источник: Nature 463 68 (2010)

Группа E8 в кристалле

R. Coldea (Оксфордский университет) и его коллеги обнаружили, что в условиях низкой температуры и сильного магнитного поля распределение спинов атомов в квазиодномерном кристалле ниобата кобальта CoNb2O6 подчиняется группе симметрии E8. Еще в 1988 г. А.Б. Замолодчиков (Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау) показал, что эта группа в некоторых случаях описывает спектр возбуждений в одномерной модели Изинга, а в последние годы группа E8 активно осуждалась в физике элементарных частиц. Интересно также, что измеренное отношение двух нижних резонансных частот цепочек атомов оказалось близко к величине золотого сечения 1,618, как и предсказано теоретически А.Б. Замолодчиковым. Источник: Science 327 177 (2010)

Механизм высокотемпературной сверхпроводимости

Группой исследователей из США и Китая с помощью методики нейтронного рассеяния обнаружена магнитная квантовая критическая точка у одного из классов высокотемпературных сверхпроводников. Эта точка на фазовой диаграмме состояний вещества возникает за счет квантовых флуктуаций. Данное открытие может свидетельствовать о том, что механизм высокотемпературной сверхпроводимости в купратах связан с магнетизмом электронов, в отличие от фононного механизма в обычных сверхпроводниках. Источник: ScienceDaily

«Simpzillas» исключены

При аннигиляции частиц темной материи, захваченных в Солнце за счет их рассеяния на ядрах, могли бы рождаться нейтрино высоких энергий. Достаточно эффективно рассеиваться и захватываться могли бы лишь частицы, которые имеют сильное взаимодействие с обычным веществом, и такие гипотетические частицы темной материи были названы «simpzillas». Отсутствие нейтринного сигнала в данных детектора IceCube позволило исключить остававшийся допустимым интервал масс 104 - 1015 ГэВ сильновзаимодействующих частиц. Источник: arXiv:1001.1381v1 [astro-ph.HE]

Условия для жизни в других вселенных

В ряде исследований было показано, что жизнь не могла бы возникнуть, если бы фундаментальные константы слегка отличались от их настоящих значений, или если бы законы физики были несколько иными, чем они есть. Это связано с отсутствием у атомов необходимых электронных уровней, невозможностью образования звезд и планет и т.п. Однако A. Jenkins и G. Perez обнаружили случай, когда во вселенной, сильно отличающейся от нашей, также могут возникать сложные системы и, возможно, какие-то формы жизни. Этот результат требует более аккуратного применения антропного принципа в сценариях со множественными вселенными, которые активно разрабатываются в квантовой космологии. Источник: ScienceDaily

Оптические вихри и узлы

M. Padgett и его сотрудники из Университета Глазго (Шотландия) на основе математической теории узлов изготовили голограмму, которая позволяет создавать завихрения и узлы в поле световой волны. Источник: Nature Physics

Лазерное флуоресцентное охлаждение

D. Seletskiy и его коллеги из США и Италии применили в методике лазерного флуоресцентного охлаждения кристалл LiYF4, допированный атомами иттербия Yb, и достигли рекордно низкой для данного метода температуры -118° С. Эффект охлаждения основан на возбуждении атомов лазерным светом и последующем излучении ими фотонов в процессе антистоксовой (с увеличением частоты за счет взаимодействия с колебательными уровнями кристалла) флуоресценции, которые уносят энергию колебаний кристаллической решетки. Источник: Nature Photonics

Уточненные данные детектора PAMELA

С помощью усовершенствованной методики статистической обработки данных выполнен анализ наблюдений детектора PAMELA, включая данные, полученные им в период с февраля по декабрь 2008 г. Результаты анализа подтверждают прежний вывод об избытке позитронов в спектре космических лучей при энергиях более 10 ГэВ. Источник: arXiv:1001.3522v1 [astro-ph.HE]

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