Новости физики в Интернете


Средние траектории фотонов в эксперименте с двумя щелями

A. Steinberg (Университет Торонто, Канада) и его коллеги путём слабых квантовых измерений определили средние траектории фотонов в интерференционном эксперименте, аналогичном опыту Юнга с двумя щелями. Слабыми называются измерения, в результате которых получается лишь частичная информация о квантовом состоянии системы так, что это состояние не разрушается. В качестве источника света применялась квантовая точка с малой светимостью, и в каждый момент времени в луче находился лишь один фотон. Через оптический сплиттер фотоны попадали в два плеча интерферометра Брауна – Твисса. Кристалл кальцита, помещенный на пути лучей, создавал сдвиг фазы и вращение вектора поляризации на величину, зависящую от направления импульса фотона. Таким образом посредством отбора фотонов с определенной поляризацией производились слабые квантовые измерения их поперечных импульсов на различных расстояниях от экрана (CCD-матрицы). После большого числа измерений по информации об усредненных импульсах и координатах взаимодействий фотонов с экраном был рассчитан набор средних траекторий фотонов. Понятие средних траекторий фотонов введено операционно, они не являются реальными траекториями, имеющими в квантовой механике лишь ограниченный смысл. Сгущения и разряжения пучка средних траекторий соответствовали максимумам и минимумам интерференционной картины на экране, которая не разрушалась слабыми квантовыми измерениями импульсов. Результаты эксперимента полностью соответствуют стандартной копенгагенской интерпретации квантовой механики. Источник: Science 332 1170 (2011)

Динамический эффект Казимира

В Техническом университете Чалмерса (г. Гётеборг, Швеция) выполнен эксперимент, в котором впервые наблюдался динамический эффект Казимира, теоретически предсказанный Г. Муром в 1970 г. Динамический эффект Казимира, в отличие от обычного статического эффекта Казимира с двумя пластинами, имеет место для движущегося с релятивистской скоростью единичного зеркала. Оно изменяет вблизи себя спектральный состав нулевых квантовых флуктуаций, и возникающие из вакуума пары виртуальных частиц при достаточно большой скорости могут разделяться и превращаться в реальные частицы за счет полученной от зеркала энергии. C.M. Wilson и его коллеги изготовили алюминиевый волновод длиной около 100 мкм, замыкаемый сверхпроводящим контактом — СКВИДом. Индуктивность СКВИДа модулировалась на 10 % с помощью микроволнового поля частотой ≈ 11 ГГц. Это вызывало периодическое изменение граничных условий на конце волновода, и соответственно, с амплитудой ≈ 1 нм осциллировала его эффективная электрическая длина. Тем самым был получен аналог зеркала, колеблющегося со скоростью ≈ 5 % от скорости света. Было отмечено появление дополнительных микроволновых фотонов. Это излучение состояло из двух коррелированных мод с разными частотами, что свидетельствовало об его квантовом происхождении из расщепившихся пар виртуальных фотонов — в согласии с теоретическими расчетами для динамического эффекта Казимира. Источник: arXiv:1105.4714v1 [quant-ph]

«Трение» между дырками и электронами в полупроводнике

Группа учёных из Калифорнийского университета и Национальных лабораторий Сандия и Берклеевской исследовала движение электрон-дырочных возбуждений в единичной квантовой стенке. В отличие от случая с невзаимодействующими электронами и дырками, обмен импульсами между ними изменяет направление потока зарядовых волн на противоположное, а именно, поток электронов увлекает дырки в направлении своего движения. Ранее подобный, но более слабый эффект уже наблюдался в многослойных системах, в которых взаимодействовали электроны и дырки из соседних слоёв (параллельных квантовых стенок). Квантовая стенка в данном эксперименте представляла собой структуру GaAs/AlGaAs шириной 9 нм с n-допированием. Волна электрон-дырочной плотности возбуждалась с помощью лазерных импульсов и создавала вариации показателя преломления в двумерном газе, которые фиксировались в оптических измерениях. Таким образом методом переходной спектроскопии были измерены коэффициент амбиполярной диффузии и подвижность зарядов, а из этих данных была найдена характерная величина взаимодействия («трения») между потоками электронов и дырок в зарядовых волнах. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 247401 (2011)

Спиральные структуры в замагниченной плазме

M. Schwabe (Институт внеземной физики Общества им. М. Планка, Германия) и его коллеги обнаружили новые упорядоченные структуры в плазме в сильном магнитном поле. Исследовалась плазма из неона, аргона, криптона, а также из воздуха при низком давлении и комнатной температуре. Плазма с уровнем ионизации 10-7-10-6 создавалась радиочастотным разрядом в центре сверхпроводящего соленоида, где магнитное поле было однородно с точностью 0,65% и имело вертикальное направление. Для визуализации в плазме распылялись пылевые микрочастицы диаметром 2,55 мкм, подсвечиваемые горизонтальным лучом лазера, а наблюдения выполнялись через верхний прозрачный электрод и сбоку сосуда. При малой величине магнитного поля плазменнопылевой кристалл во всем сосуде испытывал почти твердотельное вращение. При увеличении поля сверх ≈ 1,3 Тл и давлении < 20 Па параллельно магнитному полю возникали плазменные нити, а общее вращение разбивалось на отдельные вихри радиусом ≈ 1 мм вокруг осей нитей. При этом в поперечном направлении микрочастицы в плазме образовывали узоры в форме спиралей и концентрических кругов. Детальная теория вращения нитей и появления узоров пока не разработана. По предположениям авторов эксперимента, этот эффект обязан, вероятно, движению положительных ионов. В отличие от электронов, они не захвачены в нитях и могут перемещаться по сосуду, отклоняясь магнитным полем и воздействуя на пылевые микрочастицы. Источник: Phys. Rev. Lett. 106 215004 (2011)

Скопление галактик PLCK G266.6-27.3

С помощью космического радиотелескопа Planck (на основе эффекта Сюняева – Зельдовича) и рентгеновского телескопа XMM-Newton было обнаружено, что скопление галактик PLCK G266.6-27.3 относится к редкому типу далеких массивных скоплений с большой рентгеновской светимостью. По линии железа в спектре излучения найдено его красное смещение z = 0,94 ± 0,02, а на основе рентгеновской светимости ≈ 1,4 × 1045 эрг с-1 в диапазоне 0,5-2 кэВ и динамических моделей найдена масса скопления — (7,8 ± 0,8) × 1014M. Таким образом, это скопление вошло в тройку известных скоплений на красном смещении z > 0,5, имеющих самую большую рентгеновскую светимость, и стало одним из двух наиболее массивных скоплений на z ≈ 1. Уникальной особенностью скопления PLCK G266.6-27.3 является то, что оно выглядит очень регулярным: сферически симметричным со степенным каспом плотности в центре и холодным ядром. То есть, несмотря на то, что PLCK G266.6-27.3 наблюдается в достаточно раннюю космологическую эпоху, когда большинство скоплений только начинает формироваться, скопление PLCK G266.6-27.3 уже испытало динамическую релаксацию. Возможным объяснением этих свойств может быть то, что данное скопление возникло из очень редкого большого возмущения плотности. Источник: arXiv:1106.1376v2 [astro-ph.CO]


Новости не опубликованные в журнале


Новый метод получения позитрония

D.B. Cassidy и его коллеги из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали новый эффективный метод получения атомов позитрония (связанных систем позитронов и электронов). Кремниевая пластина освещалась лазерными импульсами, создающими под её поверхностью избыток электрон-дырочных пар. Направляемые к поверхности позитроны образовывали с этими парами экситоноподобные состояния, объединялись с электронами и вылетали с поверхности с энергией ≈ 0,16 эВ. Источник: UC Riverside

Геонейтрино и тепло Земли

Путем регистрации антинейтрино в эксперименте KamLAND установлено, что радиоактивные распады дают не более половины потока тепла, идущего из недр Земли. Остальная часть тепла могла генерироваться за счет перераспределения вещества в толще Земли во время формирования планеты или позже. Источник: Lawrence Berkeley National Laboratory

Открыт новый барион

Коллаборация CDF в эксперименте на ускорителе Тэватрон обнаружила 25 событий распада (уровень достоверности 7 σ) бариона Ξb0 с массой 5,7878 ГэВ, содержащего в своем составе b-кварк. Источник: Fermi National Accelerator Laboratory

Пропущенная сверхновая SN 2008jb

На архивных снимках из обзора неба CRTS и снимках автоматических телескопов ASAS обнаружена близкая сверхновая с коллапсировавшим ядром, которая не была замечена в астрономических наблюдениях 2008 года. Наличие излучения сверхновой подтверждено также архивными наблюдениями космических телескопов Spitzer и WISE в ИК-диапазоне. Сверхновая SN 2008jb взорвалась в области активного звездообразования в карликовой неправильной галактике ESO 302-14 на расстоянии 9,6 Мпк от Земли. Источник: arXiv:1107.5043v1 [astro-ph.SR]

Теория высокотемпературной сверхпроводимости

Сотрудник Калифорнийского университета B.S. Shastry разработал теорию ферми-жидкостей с сильной корреляцией, которая успешно объясняет свойства высокотемпературных сверхпроводников. Теоретические предсказания были проверены в эксперименте с купратами методом фотоэлектронной спектроскопии с разрешением по углам. Источники: www.sciencedaily.com, Phys. Rev. Lett. 107 056403 (2011), Phys. Rev. Lett. 107 056404 (2011)

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