Новости физики в Интернете


Результаты Gravity Prob B

Представлены итоговые результаты космического эксперимента Gravity Prob B по измерению двух релятивистских эффектов гравитации: геодезической прецессии и увлечения системы отсчёта вращающейся массой (эффект Лензе – Тирринга). Спутник находился на полярной орбите, и его общая ось вращения фиксировалась в направлении на звезду IM Пегаса. Основой измерительной системы служили четыре гироскопа — кварцевые шары со сверхпроводящим покрытием из ниобия. Вращение шаров создавало магнитное поле, измеряемое СКВИД-магнитометрами. Эта методика позволяла в течение почти года с высокой точностью определять угловые смещения осей гироскопов. Результаты измерений находятся в согласии с расчётами в рамках общей теории относительности: на уровне достигнутой точности 0,28% подтверждены предсказания для геодезической прецессии, а на уровне 19% — для эффекта Лензе – Тирринга. Ранее эти эффекты уже были измерены со сравнимой точностью в экспериментах по лазерной локации. Таким образом, Gavity Prob B представил независимое надёжное подтверждение прежних результатов. В процессе проектирования и реализации проекта Gavity Prob B, направленного на изучение фундаментальных научных проблем, было найдено множество инновационных решений и созданы технологии, нашедшие важные практические применения. Источники: www.nasa.gov, arXiv:1105.3456v1 [gr-qc]

Осцилляции нейтрино в эксперименте MINOS

В эксперименте MINOS мюонные нейтрино νμ регистрируются у основания нейтринного пучка, производимого на ускорителе, и на расстоянии 735 км. По недостатку (исчезновению из пучка) νμ во втором детекторе можно сделать вывод о том, что νμ превратились (осциллировали) в иные типы нейтрино, которые в данном эксперименте непосредственно не наблюдаются. Согласно последним данным MINOS, разность квадратов масс различных массовых состояний нейтрино составляет |Δ m²| = (2,32-0,08+0,12) × 10-3 эВ², а угол смешивания sin²(2θ) > 0,90 на уровне достоверности 90%. При этом гипотеза о распаде νμ и гипотеза о квантовой декогеренции были исключены на уровне 7 σ и 9 σ, соответственно. В эксперименте MINOS также были получены новые данные об осцилляциях антинейтрино анти-νμ. С точностью 2,0% эксперименты с νμ и анти-νμ дают согласующиеся результаты, если осцилляционные параметры в обоих случаях одинаковы. Кроме того, получено ограничение < 22% на долю νμ, которые могли бы осциллировать в гипотетическое стерильное нейтрино. Источники: arXiv:1103.0340v1 [hep-ex], arXiv:1104.0344v3 [hep-ex], arXiv:1104.3922v2 [hep-ex]

Периодичность в полосатой фазе квантового эффекта Холла

И.В. Кукушкин (Институт исследований твёрдого тела Общества им. М.Планка, Германия и Институт физики твёрдого тела РАН, Черноголовка, Россия) и его коллеги из Германии и Израиля исследовали состояние, называемое полосатой фазой квантового эффекта Холла (quantum Hall stripe phase), в квазидвумерной гетероструктуре GaAs/AlGaAs с фактором заполнения уровней Ландау ν = 9/2. Эта фаза имеет вид массива линейных доменов с чередованием полного и нулевого заполнения на верхнем уровне Ландау, составляющих волну зарядовой плотности. Направление полос соответствует направлению [110] кристаллической решётки GaAs. Ранее полосатая фаза наблюдалась и в ряде других систем, в том числе, в высокотемпературных сверхпроводниках. Для измерений зависимости импульса квазичастиц-магнитофононов от энергии система подвергалась комбинированному воздействию поверхностных акустических волн, микроволнового радиоизлучения и лазерного света, вызывающего фотолюминесценцию. Когда воздействие первых двух факторов приходит в резонанс с дисперсионным соотношением, происходит нагрев двумерного электронного газа, что влияет на спектр фотолюминесценции. Измерение этого спектра, таким образом, позволяет судить о дисперсионных свойствах. Если волновой вектор поверхностной акустической волны kSAW параллелен полосам, то дисперсионные характеристики имеют предсказанную теоретически форму, в том числе, на кривой присутствует ротонный минимум. Неожиданным результатом стало то, что в поперечном направлении дисперсионная кривая не плоская, а медленно возрастает с увеличением kSAW. Точный механизм этого поведения пока не выяснен. Также с увеличением kSAW наблюдалось периодическое (по длине волны) изменение коэффициента поглощения поверхностных акустических волн с периодом 3,6 Rc, где Rc — циклотронный радиус. Обнаруженный геометрический резонанс позволяет измерить период волны зарядовой плотности в полосатой фазе квантового эффекта Холла. Согласно расчётам, период должен был бы составлять 2,7 Rc, и причина данного расхождения пока не найдена. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 206804 (2011)

Теоретический расчёт энергии уровня Хойла

В 1954 г. Ф. Хойл предсказал существование энергетического уровня у ядра 12C вблизи порога реакции синтеза 8Be + α-частица. Наличие этого уровня необходимо для протекания ядерного цикла в звездах, в котором объединяются три α-частицы с образованием углерода. Вскоре после предсказания данный уровень энергии был обнаружен экспериментально. Однако до последнего времени не удавалось получить уровень Хойла в расчетах «из первых принципов», т.е. исходя из основных положений квантовой хромодинамики. E. Epelbaum (Рурский университет, Бохум, Германия) и его коллеги впервые смогли это осуществить в компьютерных вычислениях на решётке в рамках эффективной теории поля, в основе которой лежит разложение величин в ряд по характерному импульсу частицы Q, причём E. Epelbaum и др. учитывали члены третьего порядка O(Q³). Расчёты хорошо воспроизвели энергию основного и возбужденного состояния со спином 2, а также выявили наличие резонанса при энергии -85 ± 3 МэВ, свойства которого полностью соответствуют уровню Хойла. Уровень Хойла является примером "тонкой настройки" (fine-tuning) параметров — при малейшем сдвиге его энергии был бы невозможен синтез элементов, необходимых для органической жизни, поэтому уровень Хойла часто обсуждается в контексте антропного принципа. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 192501 (2011)

Вращательное доплеровское уширение в фотоэлектронных спектрах молекул

T.D. Thomas (Орегонский университет, США) и его коллеги впервые экспериментально исследовали влияние вращения молекул-димеров на спектр испускаемых ими фотоэлектронов. В случае нецентрального испускания электрон может получить дополнительную энергию, чем и обусловлен вращательный эффект Доплера. Вклад этого эффекта в уширение спектральных линий бывает сравним по величине со вкладом обычного эффекта Доплера, возникающего за счёт движений центров масс молекул. Методом электронной спектроскопии с высоким разрешением регистрировались фотоэлектроны, испускаемые смесью газов N2 и Kr под действием рентгеновских лучей. Одноатомный газ криптон служил для калибровки: наблюдение его линий позволило исключить вклад обычного эффекта Доплера. Измеренная зависимость уширения линий от температуры газа и от энергии фотоэлектронов находится в согласии с теоретической моделью Y.-P. Sun и др., учитывающей квантовомеханические эффекты, но также достаточно хорошо описывается и простой классической моделью. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 193009 (2011)


Новости не опубликованные в журнале


Экспериментальное исследование α-Ω-динамо

Две научные группы из Лос Аламосской национальной лаборатории и Института горной промышленности и технологий (Нью Мехико) совместно выполнили новый оригинальный эксперимент по усилению магнитного поля во вращающейся проводящей жидкости по эффекту α-Ω-динамо. Жидкий натрий был помещен между двумя цилиндрами: внешний цилиндр радиусом 30,5 см вращался в четыре раза медленнее внутреннего цилиндра радиусом 15,2 см, и число Рейнольдса в этой системе составляло Re ≈ 120. Измерение магнитных полей выполнялось шестью магнитометрами, работающими на основе эффекта Холла и размещенных в потоке жидкости вдоль радиуса цилиндров. Наличие у магнитометров оболочек с обтекаемой формой позволило снизить их влияние на поток до незначительной величины. Для эффекта динамо решающее значение имеет перенос магнитного поля (α-эффект), имеющий смысл положительной обратной связи между усиленным полем и начальным. В предшествующих экспериментах основным механизмом переноса служила турбулентность. Отличительной чертой описываемого эксперимента S.A. Colgate и его коллег является близкий к ламинарному режим течения, а перенос магнитного поля осуществляется через слой Экмана, возникающий у стенок сосуда. Такая конфигурация близка к условиям, которые имеют место в астрофизических объектах. Затравочным полем являлось полоидальное поле величиной Br = 12 Гс, а за счёт эффекта динамо генерировалось тороидальное поле Bφ ≈ 8 × Br. Подобные экспериментальные исследования, возможно, помогут понять механизм генерации и усиления магнитных полей в звездах и в недрах планет. Источники: Phys. Rev. Lett. 106 175003 (2011), arXiv:1011.4029v2 [astro-ph.IM]

Удержание антиатомов в течение 1000 секунд

В эксперименте ALPHA, проводимом в ЦЕРНе, удалось в течение 1000 с удерживать в магнитной ловушке 309 атомов антиводорода. В ближайшем будущем это позволит путем спектроскопических измерений с высокой точностью сравнить свойства вещества и антивещества и, в частности, проверить принцип эквивалентности и CPT-теорему. Длительное удержание антиатомов необходимо для того, чтобы они успели перейти в основное квантовое состояние. Источники: www.sciencedaily.com, Nature Physics

Необычное скопление галактик PLCK G266.6-27.3

С помощью космического радиотелескопа Planck и рентгеновского телескопа XMM-Newton на красном смещении z = 0,94 ± 0,02 идентифицировано необычное скопление галактик PLCK G266.6-27.3. Несмотря на то, что оно наблюдается в достаточно раннюю космологическую эпоху, когда большинство скоплений только начинает формироваться, скопление PLCK G266.6-27.3 уже является хорошо прорелаксировавшим и массивным. Вероятно, данное скопление возникло из редкого большого возмущения плотности. Источник: arXiv:1106.1376v1 [astro-ph.CO]

Оптическое излучение от мягкого гамма-репитера

С помощью 4,2-метрового телескопа им. Уильяма Гершеля в Ла Пальма подтверждено наличие оптических пульсаций от мягкого гамма-репитера SGR0501+4516, которые происходят с тем же периодом, что и рентгеновские пульсации. Наблюдаемые характеристики пульсаций соответствуют модели магнетара: оптические сигналы производятся за счет изгибного излучение релятивистских электронов во внутренней части магнитосферы нейтронной звезды. Источник: arXiv:1106.1355v1 [astro-ph.SR]

Сезонные вариации в эксперименте CoGeNT

В эксперименте по прямой регистрации частиц темной материи CoGeNT отмечены сезонные вариации сигнала уровне 16%, которые могут быть связаны с движением Земли вокруг Солнца. Сигнал соответствует слабовзаимодействующим частицам темной материи с массами 6-10 ГэВ. Характеристики сигнала и его вариаций близки к тем, что наблюдались в эксперименте DAMA/LIBRA, но ранее не получали подтверждений в независимых экспериментах. Статистическая значимость данных CoGeNT пока очень мала — всего 2,8σ, поэтому на данном этапе нельзя сделать однозначного вывода о регистрации частиц темной материи, т.к. полученный результат может быть лишь случайной статистической флуктуацией. Эксперимент CoGeNT продолжает свою работу и набор статистики. Источники: arXiv:1106.0650v2 [astro-ph.CO], www.physorg.com

Рентгеновский лазер с длиной волны 1,2 Å

Исследователи из японских институтов RIKEN и JASRI создали лазер на свободных электронах с рекордно короткой длиной волны — 1,2 Å. С помощью таких лазеров можно изучать процессы на молекулярных масштабах с высоким разрешением по времени. Источник: www.sciencedaily.com

Излучение остатка сверхновой 1987A

Наблюдения с помощью телескопа Хаббла показали, что в последние годы изменился механизм излучения остатка сверхновой 1987A. Если ранее излучение возникало в результате радиоактивного распада ядер, синтезированных при взрыве сверхновой, то теперь оптическое свечение возникает, в основном, под действием рентгеновских лучей, генерируемых при взаимодействии сброшенной оболочки с окружающим веществом. Этим обусловлен и рост потока излучения примерно в два раза в период с 2001 по 2009 г. Источник: arXiv:1106.2300v1 [astro-ph.SR]

Осцилляции нейтрино в эксперименте T2K

В эксперименте T2K впервые обнаружено появление электронных нейтрино в пучке мюонных нейтрино от ускорителя. С достоверностью 99,3% зарегистрировано шесть таких событий-кандидатов. Источник: www.kek.jp

Сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной

С помощью орбитального рентгеновского телескопа Чандра обнаружена популяция сверхмассивных чёрных дыр, существовавших в то время, когда возраст Вселенной составлял всего 800-950 млн. лет. Эти чёрные дыры примерно в 1000 раз менее массивны типичных чёрных дыр в квазарах. Возможно, они образовались одновременно с первыми галактиками и дальше наращивали свою массу за счет аккреции и слияний. Источник: Chandra Press Room

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