Новости физики в Интернете


Осцилляции нейтрино

В ряде экспериментов по изучению нейтринных осцилляций наблюдалось уменьшение числа мюонных нейтрино в пучках, что лишь косвенно свидетельствовало о появлении другого сорта нейтрино. Качественно новый результат получен в эксперименте OPERA, в котором зарегистрировано первое событие появления тау-нейтрино в пучке мюонных нейтрино. Детектор OPERA находится в туннеле под горным массивом в Национальной лаборатории Гран Сассо (Италия). Рабочим веществом детектора являются плёнки эмульсии, чередующиеся с пластинами из низкофонового свинца. В 2008 и 2009 гг. велась регистрация пучка νμ с энергиями около 17 ГэВ, направляемого в детектор OPERA с расстояния 730 км сквозь толщу Земли от ускорителя в ЦЕРНе. Событие-кандидат с участием ντ отмечено по характерной топологии распада τ-лептона, который родился при взаимодействии ντ с ядром свинца. Регистрация первого события-кандидата ντ с вероятностью 98% свидетельствует о наличии эффекта нейтринных осцилляций νμ → ντ. Достоверно утверждать о реальности нейтринных осцилляций можно будет только после регистрации нескольких подобных событий. Нейтринные осцилляции предполагают наличие у нейтрино массы, т.е. выход за границы Стандартной модели элементарных частиц. Эксперимент OPERA проводится международным коллективом исследователей из 12 стран с участием учёных из пяти российских научных организаций. В другом эксперименте MINOS, ведущемся в Национальной лаборатории им. Э. Ферми с 2005 г., выполнено очень точное сравнение эффектов осцилляций нейтрино и антинейтрино. Детектор MINOS расположен на расстоянии 735 км от ускорителя, производящего пучки νμ и анти-νμ. В детекторе происходит магнитное разделение и регистрация мюонов и антимюонов, рождающихся при взаимодействии νμ и анти-νμ с веществом детектора. Был получен неожиданный результат, согласно которому разность квадратов масс Δ m2 у нейтрино на 40% меньше, чем у соответствующих сортов антинейтрино. Однако статистическая значимость этого результата составляет лишь примерно 2 σ, и поэтому он нуждается в дальнейших проверках. Для объяснения подобного фундаментального различия нейтрино и антинейтрино, если оно действительно имеет место, требуется разработка новых теоретических подходов. Источники: arXiv:1006.1623v1 [hep-ex], physorg.com

Квантовая телепортация на расстояние 16 км

X.-M. Jin и его коллеги из Китая выполнили эксперимент по квантовой телепортации состояний фотонов на расстояние 16 км по воздушной среде. Ранее удавалось осуществить телепортацию лишь на расстояние в несколько десятков метров для фотонов, передаваемых по оптоволокну. Квантовая телепортация подразумевает, что изменение состояния одной из частиц пары мгновенно изменяет состояние второй удалённой частицы, находящейся с первой в запутанном квантовом состоянии, т.е. происходит телепортация квантового состояния. Квантовая запутанность между состоянием движения одного фотона и состоянием поляризации второго фотона создавалась в нелинейном кристалле, после чего один из фотонов пары направлялся в детектор, находящийся на расстоянии 16 км. Два фотона оставались запутанными с вероятностью 89% (fidelity=89%), что значительно превышает классический предел, который равен 2/3. В эксперименте реализованы все основные компоненты схемы квантовой телепортации за исключением локальной унитарной операции. Успешная квантовая телепортация у поверхности Земли на расстояние 16 км, превышающее эффективную толщину атмосферы (≈10 км), демонстрирует возможность использования данного эффекта в оптических каналах связи между наземными станциями и спутниками. Источник: Nature Photonics 4 376 (2010)

Органическое соединение со свойствами металла

Исследователи из Института проблем химической физики РАН и Института физики твердого тела РАН вместе с их коллегами из Японии синтезировали органический материал N-метил-этилдиазобициклооктан-триптицен-C60, не содержащий атомов металла, но обладающий металлическими свойствами. Новый кристаллический материал был получен диффузионным методом, а его структура исследована с помощью рентгеновской дифракции. Материал состоит из плоских слоёв, в которых анионы фуллерена C60 расположены в форме медовых сот, и слои фуллерена чередуются со слоями молекул, имеющих в своем составе только атомы лёгких элементов: водорода, углерода и азота. Структура плотной упаковки в расположении молекул фуллерена поддерживается кольцевыми молекулами ароматического углеводорода триптицена C20H14. Прямые измерения посредством укреплённых на образце электрических контактов показали, что при температурах более 1,9 К материал обладает проводимостью на уровне проводимости металлов. Источник: Angewandte Chemie 49 4829 (2010)

Мгновенная скорость броуновской частицы

T. Li (Техасский университет в Остине, США) и его коллеги исследовали броуновское движение в воздухе кусочков кремнезёма SiO2 с размерами около 3 мкм и впервые измерили их мгновенную скорость. Обычно в экспериментах наблюдается диффузионный режим броуновского движения на относительно больших временах, когда ⟨(Δ x)2⟩ ∝ t. Однако на очень коротких интервалах времени, меньших времени релаксации частиц по импульсам, частица движется по инерции в баллистическом режиме. Частица SiO2 была захвачена в оптическую ловушку, создаваемую двумя сфокусированными лазерными лучами. Движение частицы, которое описывается уравнением Ланжевена в гармоническом потенциале, наблюдалось в отражённом свете лазера с высоким разрешением по времени. Как и ожидалось, на малых интервалах времени ⟨(Δ x)2⟩ ∝ t2. Кроме того, было установлено, что распределение броуновских частиц соответствует распределению Максвелла-Больцмана, и для частиц выполняется теорема о равнораспределении энергии. Источник: Science 328 1673 (2010)

Анизотропия космических лучей в южном полушарии

В ряде экспериментов, проводившихся в северном полушарии, была обнаружена небольшая анизотропия (величиной 10-4-10-3) в распределении космических лучей c энергиями до нескольких ТэВ. В южном полушарии аналогичные измерения анизотропии в ТэВ-ной области впервые выполнены в эксперименте IceCube, который проводится в Антарктиде на Южном полюсе. Эксперимент IceCube, основной целью которого является регистрация нейтрино, способен также измерять потоки космических лучей. Эффективного объема в 1 км3 и полную функциональность IceCube достигнет в 2011 году, к тому времени планируется установить 5160 оптических модулей на 86 струнах в толще льда на глубинах 1450-2450 м. Описываемые измерения проводились в 2007-2008 гг., когда были смонтированы только 22 струны. Среди полученных данных отобраны 4,3 × 109 надежных событий регистрации частиц космических лучей с энергиями до 20 ТэВ, направление которых измерено с угловым разрешением 3°. Была проведена тщательная работа по исключению из экспериментальных данных эффектов несимметричности детектора, сезонных вариаций и других факторов, которые могли бы исказить результат. Распределение измеренной интенсивности космических лучей по южной небесной полусфере гладко сшивается с распределением, которое ранее было получено в северном полушарии. Возможным объяснением анизотропии являются особенности в распределении межзвездных магнитных полей в окрестности Солнца на масштабе менее парсека. Вероятно, прояснить природу анизотропии помогут планируемые на IceCube измерения зависимости величины анизотропии от энергии частиц. Источник: arXiv:1005.2960v1 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Управление спинами в наноструктуре

J. Zhang и его коллеги из Мерилэндского университета реализовали оптический эффект Штарка в коллоидной гетеро-наноструктуре. Поверхностные плазмоны взаимодействовали резонансно с экситонами в полупроводнике, что давало возможность для сверхбыстрого управления спиновыми состояниями. Данная методика может оказаться востребованной при разработке квантовых компьютеров. Источник: Nature 466 91 (2010)

"Наноудары"

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории продемонстрировали новую методику ударного сжатия микроскопических образцов. Сжатие происходит в два этапа: сначала образец медленно сжимается обычным способом в алмазной пяте до давления 78000 атм., а затем путем ударного воздействия достигается давление 280000 атм. Источник: Lawrence Livermore National Laboratory

Охлаждение антипротонов

G.B. Andresen и его коллеги из коллаборации ALPHA (ЦЕРН) впервые применили методику испарительного охлаждения к облачку антипротонов, охладив его до температуры 9 К. Ранее эта методика для охлаждения заряженных частиц не использовалась. Новизна подхода заключается в значительном увеличении плотности облачка. Из охлажденных таким способом антипротонов, возможно, удастся получить в большом количестве атомы антиводорода. Источник: Phys. Rev . Lett. 105 013003 (2010)

Массив NV-центров в алмазе

Разработана эффективная методика создания массивов NV-центров (азото-замещённых вакансий) в кристалле алмаза. Управление спиновым состоянием атомов в NV-центрах является перспективным направлением в спинтронике. Источник: arXiv:1007.0240v2 [cond-mat.mes-hall]

Металлизация XeF2

Исследователи из Вашингтонского университета обнаружили эффект металлизации бифторида ксенона XeF2 под давлением свыше 70 ГПа. Сжатие образца производилось в алмазной пяте. Металлизация сопровождается делокализацией электронов, образованием новых электронных связей с участием всех восьми валентных электронов ксенона, и при этом значительная часть механической энергии сжатия переходит в энергию новых связей. Источники: Nature Chemistry Published online 04 July 2010, sciencedaily.com

Первые результаты телескопа Планк

Получен полный обзор неба в микроволновом диапазоне с помощью телескопа Планк, запущенного на орбиту в 2009 г. Снимки имеют рекордное разрешение, и помимо флуктуаций реликтового излучения на них в деталях видны газово-пылевые структуры вблизи диска Галактики. Источник: physicsworld.com

Новые данные PAMELA

С помощью космического детектора PAMELA выполнены новые измерения спектра антипротонов в диапазоне энергий от 60 МэВ до 180 ГэВ. Новые данные подтверждают результаты предшествующих измерений в более узком диапазоне 1,5-100 ГэВ и соответствуют модели вторичного происхождения антипротонов при взаимодействии космических лучей с межзвездным газом. Источник: arXiv:1007.0821v1 [astro-ph.HE]

Ионная ловушка с оптоволокном

В Национальном институте стандартов и технологий (NIST) создана миниатюрная (размером около 1 мм2) ионная ловушка, интегрированная с оптоволокном. Излучение иона магния, захваченного в ловушку, сразу передавалось в оптоволокно, в отличии от предшествующих экспериментов, где использовались дополнительные системы линз. На основе подобных ловушек в будущем могут быть сконструированы квантовые кубиты для обработки и передачи информации в квантовых компьютерах. Источник: physicsworld.com

Зарядовый радиус протона

Путем изучения лэмбовского сдвига в атомах мюонного водорода, в котором электрон обычного атома водорода замещен мюоном, выполнено новое измерение зарядового радиуса протона. Зарядовый радиус оказался на 4% меньше, чем считалось ранее. Причина расхождения пока не выяснена. Источник: Nature 466 213 (2010)

Источник фотонов в запутанных состояниях

A. Dousse и его коллеги из Франции и Польши создали эффективный источник фотонов в запутанных квантовых состояниях. Пары фотонов генерируются в фотонной молекуле (микрополость в полупроводнике), связанной с квантовой точкой. Яркость нового источника в 20 раз больше, чем было достигнуто ранее с использованием других методик. Источник: Nature 466 217 (2010)

Космологическое ограничение на массу нейтрино

Комбинация данных, полученных из обзоров галактик, из наблюдений реликтового излучения и далеких сверхновых, позволила установить новый предел на массу нейтрино: сумма масс трех сортов нейтрино не превышает 0.28 эВ. Источник: Phys. Rev . Lett. 105 031301 (2010)

Подвижность поверхностных зарядов у топологическоого изолятора

Исследователи из Принстонского университета с помощью двух независимых методов (по эффекту Шубникова – де Гааза и на основе холловской аномалии) измерили подвижность зарядов на поверхности топологического изолятора Bi2Te3. Оба метода дали величину 9000 – 10000 см2 / В с, которая значительно превышает подвижность в объеме образца. Источник: Science Published Online July 29, 2010

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