Новости физики в Интернете


Отношение масс антипротона и электрона

M. Hori (Институт квантовой оптики Общества им. М. Планка, Германия и Университет Токио, Япония) и его коллеги с рекордной точностью измерили отношение масс антипротона анти-p и электрона e- в составе метастабильного атома антипротонного гелия анти-pHe+, который представляет собой ядро обычного гелия с электроном на основной и анти-p на широкой ридберговской орбите. Время жизни анти-p в составе анти-pHe+ достаточно велико для точных спектроскопических измерений, т.к. волновая функция анти-p почти не перекрывается с ядром, а e- экранирует анти-p от деструктивных взаимодействий с другими атомами. Эксперимент выполнен в ЦЕРНе, где пучки анти-p, захватываемых в состав анти-pHe+, были получены на «Антипротонном замедлителе». Изучались двухфотонные переходы (n,l) → (n-2,l-2) при облучении газа анти-pHe+ встречными импульсами УФ-лазеров. Двухфотонная спектроскопия позволила достичь высокой точности (2,3-5) × 10-9 измерения спектральных линий благодаря частичной компенсации доплеровского уширения. Для получения величины mанти-p/me на основе спектральных данных использовались теоретические расчеты уровней анти-pHe+ в рамках квантовой электродинамики. В пределах погрешности измерений полученный результат mанти-p/me = 1836.1526736(23) совпадает с отношением масс протона и электрона, которое в настоящее время известно со сравнимой погрешностью. Согласно CPT-теореме, эти отношения должны быть в точности равны. Источник: Nature 475 484 (2011)

Квантовая декогеренция фотодетектора

Ранее в ряде экспериментов уже изучалась декогеренция квантовых состояний различных систем. V. D'Auria и её коллеги из Лаборатории им. Кастлера и Броссела (Париж, Франция) выполнили новый оригинальный эксперимент, в котором исследована декогеренция не квантового состояния, а детектора, выполняющего наблюдение этого состояния. Свет поступал в детектор (лавинный фотодиод) от ослабленного луча лазера, в каждом импульсе которого оставались лишь несколько фотонов. Внешние шумы, являвшиеся причиной декогеренции, имитировались вторым непрерывно работающим лазером. Статистика отсчетов детектора позволила выяснить эволюцию функции Вигнера, характеризующей распределение квантовых вероятностей. Наличие отрицательных значений у функции Вигнера при малом уровне шума свидетельствовало о квантовости детектора. А когда уровнь шума достигал примерно половины квантовой эффективности детектора, функция Вигнера становилась везде положительной, что соответствует декогеренции детектора и переходу его в квазиклассическое состояние. Данное исследование важно для проектирования устройств, оперирующих с квантовой информацией, т.к. декогеренция детектора может транслироваться в нежелательную декогеренцию квантовых состояний на следующих этапах обработки информации. Источник: Phys. Rev. Lett. 107 050504 (2011)

Нарушение закона Видемана-Франца в одномерном проводнике

N.E. Hussey (Бристольский университет, Великобритания) и его коллеги установили, что в металлической фазе соединения Li0,9Mo6O17, обладающего квазиодномерной кристаллической структурой, отношение коэффициента холловской (поперечной) теплопроводности и холловской удельной электропроводности увеличивается с уменьшением температуры, и при температуре 25 К отношение κxyxyT в 105 раз превышает величину, типичную для обычных металлов. Такая зависимость сильно отличается от закона Видемана-Франца, согласно которому, κ/σT≈ const, т.к. тепло и заряд в обычных 3D-металлах переносятся одними и теми же квазичастицами. Неприменимость закона Видемана-Франца к 1D-системам, согласно теории Томонага-Латтинжера, объясняется тем, что тепло в них переносится коллективными возбуждениями как спина (спинонами), так и заряда (холонами), а заряд только последними. Разделение потоков квазичастиц и более эффективный перенос тепла обусловлены значительно более сильным рассеянием холонов на примесях по сравнению со спинонами. По этой причине перенос холонов в 1D-системах затруднён. Источник: Nature Communications 2 396 (2011)

Мозаичное распределение статических зарядов

Обычно считается, что при электризации трением двух разных диэлектриков их поверхности приобретают примерно однородные распределения зарядов разных знаков. H.T. Baytekin (Северо-западный университет, США) и его коллеги исследовали распределение заряда на поверхности полимерных диэлектриков (поликарбонатов и др.) и установили, что на самом деле на поверхности этих материалов возникает мозаичная картина, в которой случайным образом чередуются участки с противоположными зарядами. Измерения с помощью атомного силового микроскопа в режиме поверхностного потенциала (метод Кельвина) показали, что мозаичное распределение статистически может быть описано двумя случайными полями со средними масштабами флуктуаций 0,45 мкм и 0,044 мкм. Ранее под статическим зарядом понимался лишь усреднённый по масштабам > 0,45 мкм заряд со средней поверхностной плотностью ≈ 0,2 нКл см-2. При таком усреднении происходит компенсация зарядов разных знаков, однако в малых масштабах остаются значительно большие знакопеременные заряды ≈  ± 1 мкКл см-2. В эксперименте отмечено, что длительность трения диэлектриков, прикладываемое давление, способ трения и неоднородности поверхностей не оказывали существенного влияние на появление мозаики. На поверхности образцов из простых веществ кремния и алюминия, подвергнутых сходной электризации, мозаичного распределения разноименных зарядов не возникало. Механизм электризации диэлектриков до сих пор остается не совсем ясным. С помощью конфокальной рамановской и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии H.T. Baytekin и др. исследовали химические свойства поверхностей полимеров после электризации и обнаружили, что в процессе трения изменяется конфигурация химических связей C = O в молекулах у поверхности образца, а также происходит передача вещества между химически разнородными трущимися поверхностями. Возможно, эти явления как-то связаны с мозаичным распределением зарядов. Источники: Science 333 308 (2011), elementy.ru

Антипротоны в радиационных поясах Земли

Детальные теоретические расчеты показывали, что анти-p, рождающиеся при столкновении высокоэнергетичных частиц космических лучей с атмосферой, должны захватываться магнитным полем Земли и составлять широкий антипротонный радиационный пояс на высоте в несколько сотен километров над поверхностью. Основной процесс рождения анти-p — это распады анти-n, образующихся в pp-столкновениях. Время жизни и количество анти-p в поясе ограничены эффектом их аннигиляции и рассеяния на других частицах. Предсказанный пояс анти-p с энергиями 60-750 МэВ впервые обнаружен детектором PAMELA, размещенным на борту российского спутника Ресурс-ДК1. PAMELA со своей орбиты может наблюдать пояс атмосферных анти-p только при пересечении спутником Южно-Атлантической магнитной аномалии, в области которой радиационные пояса опускаются близко к Земле. Всего за время наблюдений было зарегистрировано 28 атмосферных анти-p, что на три порядка превышает величину, которую мог бы дать поток галактических анти-p. Спектр галактических анти-p, родившихся вне солнечной системы при столкновении космических лучей с межзвездным веществом, ранее также был измерен с помощью детектора PAMELA. Источник: Astrophys. J. Lett. 737 L29 (2011)


Новости не опубликованные в журнале


Спектр электронов и позитронов по данным Fermi LAT

С помощью космического телескопа Fermi LAT исследованы спектры электронов и позитронов в составе космических лучей. Измерения подтвердили известный избыток позитронов при энергиях 20-100 ГэВ и впервые установили, что этот избыток продолжает возрастать и в диапазоне 100-200 ГэВ. Fermi LAT не имеет собственной магнитной системы, поэтому для сепарации сигналов от электронов и позитронов использовался эффект их разделения в геомагнитном поле. Источник: arXiv:1109.0521v1 [astro-ph.HE]

Длительное время жизни атомного уровня в 24Mg

Исследователи из Дании измерили время жизни электронного уровня в атомах 24Mg относительно запрещенного перехода (3s3p)3P2 → (3s2)1S0. Полученное время 2050-110+140 секунд является рекордно длительным из экспериментально измеренных до сегодняшнего дня времен жизни уровней. Данные измерения важны для создания сверхточных атомных часов на основе атомов 24Mg и для проверки постоянства фундаментальных констант. Источники: Phys. Rev. Lett. 107 113001 (2011), www.sciencedaily.com

Эффект спиновой накачки (spin pumping)

Методом рентгеновского рассеяния с пикосекундным разрешением R. Salikhov (Ruhr-University Bochum, Германия) и др. впервые зарегистрировали спиновую накачку — динамическое взаимодействие спиновых состояний через промежуточный немагнитный слой — в трёхслойной гетероструктуре Co/Cu/Ni81Fe19. Эффект спиновой накачки, предсказанный ранее теоретически, был выявлен по затуханию прецессии магнитных моментов в атомах железа. Источники: Appl. Phys. Lett. 99 092509 (2011), www.physorg.com

Солнечные батареи на основе коллоидных квантовых точек

J. Tang (Университет Торонто) и др. создали элементы солнечных батарей на основе коллоидных квантовых точек в неорганической субстанции. Благодаря большой поверхностной концентрации квантовых точек данная технология позволила добиться рекордной эффективности преобразования света в электричество. Источник: www.sciencedaily.com

Переменный ИК-источник

С помощью инфракрасного телескопа WISE зарегистрированы сильные вариации излучения источника GX 339-4, находящегося вблизи центра нашей Галактики. Его светимость меняется в несколько раз на интервалах времени от 11 секунд до нескольких часов. Судя по всему, ИК-излучение генерируется в релятивистской струе, которая выбрасывается вдоль оси вращения аккреционного диска вокруг черной дыры с массой ≈ 6M. Черная дыра входит в двойную систему со звездой, поставляющей аккрецируемый газ. Вариации ИК-излучения в этой модели вызываются вариациями толщины релятивистского джета в результате нестационарной аккреции или других быстропеременных магнитогидродинамических процессов у основания джета. Источник: www.nasa.gov

Акустический метод перемещения электрона между квантовыми точками

S. Hermelin и его коллеги выполнили эксперимент, в котором единичные электроны перемещались из одной квантовой точки в другую на расстояние 4 мкм посредством звуковой волны, возбуждаемой на поверхности полупроводника. Источники: Nature 477 435 (2011), www.sciencedaily.com

Испарительный метод получение графена

W. de Heer и его коллеги разработали перспективный способ получения графена на подложке из карбида кремния. Слои графена на поверхности кристалла SiC образуются путем сублимации атомов кремния Si из поверхностных слоев SiC при нагреве кристалла в отсутствии кислорода, в результате чего на подложке остаются слои чистого углерода. Высокое качество полученного графена достигается благодаря контролю процесса испарения путем измерения давления паров испарившегося кремния. Источник: Georgia Tech Research News & Publications Office

Скорость нейтрино

В эксперименте OPERA, проводимом в Лаборатории Гран Сассо (Италия), на основе данных за три последних года найдена скорость распространения мюонных нейтрино в пучке от ускорителя в ЦЕРНе. Согласно измерениям, скорость нейтрино v превышает скорость света в вакууме на относительную величину (v-c)/c=(2,48 ± 0,28(stat.) ± 0,30(sys.)) × 10-5. Статистическая значимость этого результата составляет 6 σ. Возможно, в измерениях имеется какая-то неучтенная погрешность. Говорить об обнаружении нового фундаментального физического эффекта можно будет только после тщательной проверки и независимых подтверждений в других экспериментах. Источник: arXiv:1109.4897v1 [hep-ex]

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