Новости физики в Интернете


Поиск бозона Хиггса на Тэватроне

По совокупности данных, полученных к настоящему времени 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. Бозоны Хиггса — частицы, предсказываемые Стандартной моделью, как ожидается, должны рождаться на Тэватроне в p-анти-p-столкновениях. Поиск различных каналов их распадов пока даёт отрицательный результат. С учётом исключённой области, масса бозона Хиггса может находиться либо в узком интервале 183-185 ГэВ, либо при меньших массах 114-156 ГэВ. В последнем случае бозон Хиггса должен распадаться не на W±- и Z0-бозоны, а на тяжёлые кварки, что заметно осложнит задачу его идентификации. Ускоритель Тэватрон будет накапливать статистику вплоть до планируемого закрытия в сентябре 2011 г. Также поиски бозона Хиггса начались в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном колайдере. Источник: arXiv:1103.3233v2 [hep-ex]

Экспериментальная проверка no-hiding-теоремы

Исследователи из Индии J.R. Samal, A.K. Pati и A. Kumar продемонстрировали в своём эксперименте справедливость no-hiding-теоремы, сформулированной S.L. Braunstein и A.K. Pati в 2007 г. Согласно no-hiding-теореме, квантовая информация, покинувшая некоторую систему, не может быть скрыта в квантовых корреляциях между этой системой и её окружением, а переходит к объектам в окружении. В эксперименте методом ядерного магнитного резонанса изучался перенос информации в системе из трёх квантовых кубитов, представляемых ядрами атомов водорода, фтора и углерода в составе одной молекулы 13CHFBr2. Под действием серии электромагнитных импульсов первый кубит оказывался в некотором определённом состоянии, затем происходила рандомизация с переносом информации с первого на два других кубита. Измерения состояний кубитов показали, что в итоге вся квантовая информация была перенесена на третий кубит, а корреляции между кубитами дополнительной информации не содержат. Также было показано, что информация, изначально находившаяся на первом кубите, может быть восстановлена по состояниям второго и третьего кубитов с точностью до унитарного преобразования. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 080401 (2011)

Спин-орбитальная связь для атомов

Y.-J. Lin, K. Jimenez-Garcia и I.B. Spielman (Объединённый квантовый институт - JQI, США) продемонстрировали эффект спин-орбитальной связи для атомов 87Rb в составе бозе – эйнштейновского конденсата. Спин-орбитальная связь в случае атомов имеет несколько иной механизм, чем у электронов, из-за вклада внутренних орбитальных движений в полный момент импульса. В описываемом эксперименте в качестве двух спиновых состояний 87Rb были выбраны подуровни mF = -1 и mF = 0 основного состояния 5S1/2, F = 1. Эти подуровни были связаны с состоянием движения атома посредством пары лазерных лучей, частоты которых были слегка смещены от рамановского резонанса с помощью акустооптической модуляции. Лучи пересекались под прямым углом в центре оптической дипольной ловушки, содержащей 1,8 × 105 атомов бозе – эйнштейновского конденсата. Свойства конденсата определялись по характеру расширения облачка после выключения потенциала ловушки. Спин-орбитальная связь в конденсате эффективно представляла собой сумму одинаковых вкладов Рашбы и Дрессельхауза, т. е., соответствующий член взаимодействия в гамильтониане содержал только произведение kxσy волнового числа и матрицы Паули, если магнитное поле направлено по оси z. Величина спин-орбитального взаимодействия могла регулироваться с помощью внешнего магнитного поля. При её увеличении сверх некоторого критического значения происходило пространственное разделение атомов конденсата с mF = -1 и mF = 0 на два облачка, что демонстрировало эффект спин-орбитальной связи для атомов 87Rb. Источник: Nature 471 83 (2011)

Спонтанные квантовые переходы в сверхпроводящей структуре

R. Vijay и его коллеги из Калифорнийского университета впервые наблюдали спонтанные квантовые переходы в так называемом «искусственном атоме» — сверхпроводящем трансмонном кубите, имеющем дискретные уровни энергии. Кубит представлял собой алюминиевое кольцо, охлаждённое до температуры 30 мК, и имевшее ёмкостную связь с микрорезонатором. Отражённые в резонаторе микроволновые фотоны получали фазовый сдвиг, величина которого зависит от состояния кубита. Этот сдвиг измерялся с помощью параметрического низкофонового усилителя по схеме компаратора, при этом обратное влияние измерений на кубит оказывалось минимальным и не нарушало его состояния. Последнее обстоятельство связано с тем, что система находилась в собственном квантовом состоянии измеряемой величины. Мониторинг состояний кубита производился каждые 10 нс, что позволило в реальном времени фиксировать нахождение кубита в возбужденном состоянии (среднее время жизни 320 нс) и его квантовый скачок в основное состояние, причём распределение времён жизни спадает по экспоненте, как и должно быть для спонтанных распадов. Данная методика в будущем может найти практическое применение для коррекции ошибок в квантовых вычислениях. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 110502 (2011)

Происхождение гигантских гамма-пузырей над диском Галактики

В 2010 г. космическим телескопом им. Э. Ферми наблюдались гигантские области по обе стороны от диска галактики, излучающие в гамма-диапазоне (при энергиях 1-100 ГэВ) с мощностью Fγ ≈ 4 × 1037 эрг c-1. Эти образования диаметром около 10 кпк видны также на рентгеновских снимках со спутника ROSAT и в радионаблюдениях детектора WMAP. Ранее уже высказывались предположения, что гамма-пузыри возникли под влиянием выделения энергии в центре Галактики. Модель, в которой энергия выделяется за счёт взрывов большого количества сверхновых, не может объяснить данные наблюдения, поскольку отсутствуют множественные остатки таких взрывов. Поэтому вероятным источником энергии называлась центральная чёрная дыра и эпизоды аккреции на неё. K.S. Cheng (Университет Гонконга), Д.О. Чернышов и В.А. Догель (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва), C.-M. Ko и W.-H. Ip (Институт астрономии Тайваня) предложили теоретическое объяснение, согласно которому энергия накачивается в гамма-пузыри за счёт разрушения звёзд, пролетающих вблизи от сверхмассивной чёрной дыры. Примерно половина вещества разрушающихся звёзд выбрасывается в гало со скоростью ≈ 109-1010 см с-1, нагревая находящуюся в нём плазму, что приводит к её светимости в рентгеновском диапазоне. На возникающих ударных волнах происходит ускорение электронов до энергии порядка ТэВ. Эти электроны, двигаясь в магнитных полях, испускают синхротронное радиоизлучение, а за счёт обратного комптоновского рассеяния фоновых фотонов генерируется гамма-излучение. Необходимый в данной модели темп разрушения звёзд составляет ≈ 3 × 10-5 год-1. Разработанная модель хорошо воспроизводит как наблюдаемую форму гигантских гамма-пузырей, так и спектры их излучения в различных диапазонах. Источник: Astrophysical Journal Letters (принято в печать)


Новости не опубликованные в журнале


Термоэлектрическое охлаждение в графене

Исследователи из Иллинойсского университета с помощью иглы сканирующего туннельного микроскопа измерили распределение температуры в микроскопическом графеновом транзисторе. Обнаружено, что вблизи контакта графена с металлическими контактами эффект термоэлектрического охлаждения преобладает над омическим тепловыделением. Это явление открывает перспективы для создания самоохлаждающихся графеновых транзисторов. Источник: sciencedaily.com

Уравнение состояния темной энергии

С помощью обзора SNLS3, включающего 472 сверхновых класса Ia, получены новые ограничения на уравнение состояния космологической темной энергии. С учетом предшествующих данных (WMAP7, SDSS и SHOES), параметр уравнения состояния темной энергии в плоской Вселенной равен w = p/ρ = - 1,061( + 0,069 - 0,068), что согласуется с простейшим случаем космологической постоянной p = - ρ . Источник: arXiv:1104.1444v1 [astro-ph.CO]

Отталкивание облачков газа

M. Zwierlein (MIT) и его коллеги в своем эксперименте наблюдали отталкивание двух облачков вырожденного газообразного лития в магнитном поле. Спины атомов в одном облачке были направлены противоположно спинам атомов во втором облачке, что создавало сильный отталкивающий потенциал, препятствующий взаимопроникновению облачков газа. Источник: Nature 472 201 (2011)

Механизм потери эффективности LED

E. Kioupakis и его коллеги из Калифорнийского университета путём теоретических рассчетов установили, что за снижение эффективности нитридных светодиодов при их эксплуатации при повышенном токе ответственна непрямая Оже-рекомбинация в полупроводнике. Источники: Appl. Phys. Lett. 98 161107 (2011), www.sciencedaily.com

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