Новости физики в Интернете


Измерение времени жизни антимюонов μ+

Коллаборацией MuLan в Институте Пауля Шерера (Швейцария) выполнены самые точные на сегодняшний день измерения времени жизни τμ+ антимюонов μ+. Эти частицы рождались при распадах π+-мезонов и тормозились в веществе мишени. Применялись мишени двух видов: ферромагнитная фольга и кварцевый диск, причём в кварце μ+ образовывали водородоподобные атомы мюония (связанная пара антимюона и электрона). Позитроны, образующиеся при распадах μ+, регистрировались с помощью 170 пар треугольных сцинтилляционных детекторов. Всего в эксперименте было зарегистрировано 2 × 1012 таких распадов и удалось в 15 раз улучшить точность определения τμ+ по сравнению с предшествующими результатами. Полученная величина τμ+ = 2196980,3 ± 2,2 пс в пределах погрешностей согласуется с измеренным ранее τμ+ свободных μ+, но на 2,5 σ ниже текущего значения Particle Data Group. Новые измерения позволили также с рекордной точностью определить константу Ферми GF. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 041803 (2011)

Тепловой эффект Казимира

S.K. Lamoreaux (Йельский университет, США) и его коллеги впервые измерили силу притяжения двух макроскопических тел, возникающую за счёт тепловых флуктуаций электромагнитного поля. Это явление, как разновидность эффекта Казимира, было предсказано Е.М. Лифшицем в 1955 г. и ранее наблюдалось лишь для случая взаимодействия атома с поверхностью (сила Казимира – Полдера). Обычный эффект Казимира, в отличие от теплового, возникает за счёт нулевых квантовых колебаний, и ранее был исследован во многих экспериментах. S.K. Lamoreaux и др. измерили силу, действующую на металлическую пластину по мере приближения к ней металлической сферы. Оба тела были закреплены на шарнире и могли передавать усилие пластинам конденсатора. Сила измерялась по разности потенциалов на конденсаторе, требуемой для компенсации притяжения исследуемых тел. Эффект наблюдался при температуре 300 К на расстояниях между пластиной и сферой d = 0,7-7 мкм, когда вклад нулевых квантовых колебаний (обычный эффект Казимира) является несущественным. В процессе подготовки эксперимента были преодолены технические сложности, связанные с электростатическими силами, неровностью поверхностей, вибрациями и др. В последние годы шла дискуссия о том, каким методом в расчетах теплового эффекта Казимира следует учитывать диэлектрическую проницаемость тел при малых частотах. Если в модели свободных электронов Друде поперечная электрическая мода с ω = 0 не дает вклада в силу притяжения, то в плазменной модели эта мода важна и она увеличивает силу в два раза. Измерения S.K. Lamoreaux и др. находятся в отличном согласии с моделью Друде, а плазменная модель в данном случае может считаться исключенной. Источники: Nature Physics, онлайн-публикация от 6 февраля 2011 г.

Масштабная инвариантность при фазовых переходах в двумерном бозе-газе

Свойства систем вблизи точек фазовых переходов как правило носят универсальный характер, слабо зависящий от микроскопического состава систем. Л.П. Питаевский и A. Rosch в 1997 г. теоретически предсказали универсальное масштабно-инвариантное поведение вырожденного двумерного газа бозе-частиц в широкой флуктуационной области вблизи точки фазового перехода Березинского – Костерлица – Таулесса, в которой дальний порядок разрушается тепловыми флуктуациями. Эта универсальность означает подобие свойств систем, у которых одинаковы некоторые определенные комбинации параметров, составленные из эффективной константы взаимодействия между атомами, масштаба системы и других величин. Однако до последнего времени надёжных экспериментальных данных о наличии данного скейлинга в 2D-системах получено не было. C.-L. Hung и его коллеги впервые продемонстрировали это универсальное поведение в эксперименте с двумерным газом цезия 133Cs при различных температурах и размерах системы и переменной величине взаимодействия между атомами. Облачко газа, состоящее из 2 × 104 атомов, было заключено в квазидвумерную оптическую ловушку. Длина рассеяния атомов и, соответственно, сила взаимодействия регулировалась с помощью магнитного поля посредством резонанса Фешбаха. Наблюдение газа велось с помощью микроскопа и CCD-камеры по абсорбционной методике. Было установлено, что форма термодинамических функций газа имеет универсальный вид, зависящий лишь от определенных комбинаций параметров, что соответствует предсказанной теоретически масштабной инвариантности. Источник: Nature 470 236 (2011)

Сверхпроводящий переход под действием света

Группой исследователей под руководством A. Cavalleri (Оксфордский и Гамбургский университеты) обнаружен эффект перехода вещества из нормального в сверхпроводящее состояние под влиянием фемтосекундных ИК-импульсов мощного лазера. Исследовались купраты La1.675Eu0.2Sr0.125CuO4 при температуре около 10 К. Сверхпроводимость в тонком слое глубиной 10 мкм под поверхностью образца регистрировалась по Джозефсоновским плазменным резонансам в спектре отраженного излучения в диапазоне ТГц. Переходы происходили очень быстро, не более чем за за 1-2 пс. Причем, релаксация обратно в состояние изолятора не была зафиксирована на интервалах времени до 100 пс, доступных наблюдению в данном эксперименте. Это говорит о достаточной устойчивости новой фазы, возникшей под влиянием света. Причиной сверхпроводящего фазового перехода, вероятно, являются смещения атомов кислорода со своих мест в кристаллической решётке в новое квазиустойчивое положение под действием света. Ранее в экспериментах уже наблюдались переходы вещества в сверхпроводящее состояние после облучения светом, однако тогда переходы происходили после релаксации нагретых носителей зарядов. В данном эксперименте световые импульсы были непосредственной причиной переходов. Источник: Science 331 189 (2011)

Галактика на z ≈ 10,3

С помощью космического телескопа Хаббла, возможно, обнаружена галактика с рекордно большим красным смещением z ≈ 10,3, видимая в ту эпоху, когда возраст Вселенной составлял ≈ 480 млн. лет. Эта галактика примерно в 100 раз уступает по массе нашей Галактике и имеет в 10 раз меньший темп звёздообразования, чем у галактик на z ≈ 8, т.е. всего на ≈ 170 млн. лет позже. Таким образом, z ≈ 10, по-видимому, является началом эпохи активного звёздообразования во Вселенной. Звёзды могли начать рождаться за счет слияний протогалактик и достижения ими средней массы, благоприятной для определенных газодинамических процессов. Трудность наблюдения столь далеких объектов обусловлена поглощением их излучения нейтральным водородом на частотах ниже Ly - α (с учетом космологического красного смещения). Вывод о большом z у обнаруженной галактики сделан фотометрическим методом на основе ее цвета, однако пока отсутствует спектроскопическое подтверждение по спектральным линиям. В качестве альтернативной модели, вероятность которой оценивается на уровне 20 %, выступает покраснение близкой галактики за счёт вещества на луче зрения. Наибольшее красное смещение у галактик, подтверждённое спектроскопически, в настоящее время составляет z ≈ 8,6. Источник: Nature 469 504 (2011)


Новости не опубликованные в журнале


Спин-орбитальная связь для атомов

Y.-J. Lin, K. Jimenez-Garcia и I.B. Spielman (Объединенный квантовый институт — JQI, США) впервые продемонстрировали эффект спин-орбитальной связи для атомов рубидия-87 в составе бозе – эйнштейновского конденсата. В зависимости от характера движения атомов, происходили их переходы между двумя спиновыми состояниями, связанными посредством лазерного излучения, при этом вклады взаимодействий Рашбы и Дрессельхауза были примерно одинаковы. Источники: Nature 471 83 (2011), sciencedaily.com

Экспериментальная проверка «no-hiding»-теоремы

Индийские исследователи J.R. Samal, A.K. Pati и A. Kumar подтвердили экспериментально справедливость «no-hiding»-теоремы, согласно которой квантовая информация, покинувшая некоторую систему, не может быть скрыта в квантовых корреляциях между этой системой и ее окружением, а переходит к объектам в окружении. В эксперименте методом ядерного магнитного резонанса изучался перенос информации в системе из трех квантовых кубитов, представляемых ядрами атомов водорода, фтора и углерода в составе одной молекулы. Источники: Phys. Rev. Lett. 106 080401 (2011), www.physorg.com

Происхождение гигантских газовых пузырей над диском Галактики

K.S. Cheng (Университет Гонконга) и его коллеги из ФИАНа и тайваньского Института астрономии предложили теоретическое объяснение гигантским газовым пузырям по обе стороны от диска галактики, наблюдавшимся в гамма-диапазоне телескопом им. Э. Ферми (а также ROSAT и WMAP на меньших энергиях). Согласно их модели, энергия накачивается в пузыри за счет разрушения звезд сверхмассивной черной дырой в центре Галактики. Возникающая при разрушениях горячая плазма выбрасывается в гало, нагревая находящийся в нем газ и создавая ударные волны, что приводит к излучению в различных диапазонах. Необходимый в данной модели темп разрушения звезд составляет 3 × 10-5 в год. Источник: arXiv:1103.1002v1 [astro-ph.HE]

Оптический переключатель для квантовой телекоммуникации

Исследователи из Северо-западного университета (шт. Иллинойс, США) M.A. Hall, J.B. Altepeter и P. Kumar сконcтруировали оптический переключатель, который не нарушает квантовую суперпозицию и квантовые корреляции проходящих через него фотонов. Основой устройства является нелинейное оптическое зеркало, отражательные свойства которого зависят от фазы управляющего луча, что позволяет менять траекторию отраженных фотонов. Переключатель интегрирован с оптоволокном, он способен работать на ультравысоких частотах и может найти применения в устройствах квантовой телекоммуникации. Источники: Phys. Rev. Lett. 106 053901 (2011), arXiv:1008.4879v2 [quant-ph], www.sciencedaily.com

Сверхбыстрые наблюдения плазменных волн и ускоряемых ими электронов

В Институте квантовой оптики Общества им. М. Планка испытана методика, позволяющая в реальном времени наблюдать плазменные волны и ускоряемые ими электронные сгустки. Мощные фемтосекундные импульсы лазера, сфокусированные на струе газообразного гелия, вызывали ионизацию и переводили гелий в состояние плазмы. Предварительно импульсы были расщеплены на два луча, второй из которых использовался для наблюдений, что позволило регистрировать процессы синхронно с воздействием ускоряющего импульса. В результате, было достигнуто высокое разрешение по времени, и происходящие процессы исследованы в подробных деталях. Источники: www.sciencedaily.com, Nature Physics, онлайн-публикация от 13 марта 2011 г.

Постоянная Хаббла

С помощью космического телескопа Хаббла путем изучения цефеид и сверхновых типа Ia измерена постоянная Хаббла H0 с рекордной на сегодняшний день точностью 3,3%: H0=(73,8 ± 2,4) км с-1 Мпк-1. Источник: www.nasa.gov

Поиск бозона Хиггса на Тэватроне

По новым данным, полученным в экспериментах CDF и D0 на ускорителе Тэватрон в Лаборатории им. Э. Ферми, бозон Хиггса не может иметь массу в диапазоне от 156 до 183 ГэВ. Большая часть этого интервала исключена с вероятностью 95%, но на некоторых участках достигнут только 90%-й уровень. Источник: physicsworld.com

Спектр электронов до 625 ГэВ по данным PAMELA

Орбитальным телескопом PAMELA выполнены измерения спектра электронов в составе космических лучей при энергиях 1-625 ГэВ. Результаты согласуются со стандартной диффузионной моделью. Источник: arXiv:1103.2880v1 [astro-ph.HE]

Поиск частиц темной матрии в эксперименте EDELWEISS-II

Представлены итоговые результаты эксперимента EDELWEISS-II, в котором производилась попытка прямой регистрации частиц темной матери, пролетающих через германиевый детектор. Отмечены пять событий-кандидатов, в то время как фон оценивается на уровне трех событий. Таким образом, сигнал статистически не значим, однако удалось получить новые ограничения на сечение спин-независимого взаимодействия частиц темной материи с ядрами. Источник: arXiv:1103.4070v2 [astro-ph.CO]

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