Новости физики в Интернете


Размер протона

В Институте Пауля Шеррера (Швейцария) измерены зарядовый радиус rE и радиус Земаха протона в атомах мюонного водорода pμ-. Размер ядра сильнее влияет на уровни энергии мюонных атомов, чем обычных, т. к. мюон в среднем в 186 раз ближе к ядру, чем электрон. Атомы pμ- в возбуждённых состояниях образовывались при столкновении пучка μ- от ускорителя с газом H2 в результате замещения e- мюонами. Измерялся лэмбовский сдвиг и гипертонкое расщепление уровней. Для этого лазерными импульсами вызывались резонансные 2S-2P-переходы, и регистрировались рентгеновские фотоны, излучаемые при переходах 2P-1S. Радиус rE оказался равен rE = 0,84087(39) фм. А радиус Земаха, определяемый через распределения как электрического заряда, так и магнитного момента, — 1,082(37) фм. Новый эксперимент с большей точностью подтвердил выявленное в 2010 г. той же коллаборацией несоответствие между измерениями rE у обычного и мюонного водорода. Отклонение от консолидированного по различным экспериментам (на основе спектроскопии обычного водрода и e-p-рассеяний) значения CODATA — Комитета по данным для науки и техники — составляет ≈ 7 σ. Причина несоответствия пока не выяснена, и не исключен вклад эффектов за пределами Стандартной модели, если взаимодействия протона с e- и μ- в каком-то отношении различаются. Источник: Science 339 417 (2013)

Аналог джозефсоновского контакта в бозе-эйнштейновском конденсате

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Мэрилендского университета наблюдали эффект квантового проскальзывания фазы в кольце бозе-эйнштейноского конденсата с вращающимся барьером. Конденсат Бозе – Эйнштейна из ≈ 6 × 105 атомов 23Na удерживался в тороидальной оптической ловушке. Конденсат изначально покоился, но вдоль кольца с частотой до 3 Гц вращался барьер — область с пониженной плотностью конденсата (участок со слабой связью). Барьер создавался лучом лазера, приводимым в движение акусто-оптическим отражателем. Поток атомов относительно барьера был аналогом тока электронов в сверхпроводящем кольце СКВИДа. Измерения состояния конденсата производились на стадии свободного разлета облачка конденсата после выключения потенциала ловушки. При увеличении частоты вращения барьера наблюдалось до трех последовательных проскальзываний фазы — переходов конденсата между квантовыми состояниями с различными угловыми моментами. После первого такого скачка в конденсате возникали вихри из-за наличия радиального градиента скорости. Данная методика может привести к созданию очень чувствительных гироскопов, превосходящих по своим характеристикам гироскопы на основе сверхтекучего гелия. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 025302 (2013)

Топологический изолятор SmB6

Тремя группами исследователей установлено, что гексаборид самария SmB6 при охлаждении ниже 4 К превращается в 3D топологический изолятор, который в объёме является диэлектриком, а на поверхности — проводником. Роль топологических эффектов в изоляторах Кондо, к которым относится и SmB6, была предсказана В. Галитским и его коллегами в 2010 г. В SmB6 эти эффекты имеют место благодаря взаимодействию локализованных (pinned) и свободных электронов. В эксперименте S. Wolgast (Мичиганский университет, США) и его коллег проводящие свойства образца исследовались с помощью прикрепленных к нему восьми электрических контактов, по четыре с двух противоположных сторон. Это позволило достоверно установить, что проводимость образца имеет поверхностный характер. В эксперименте ученых из Калифорнийского университета такой же вывод был сделан на основе измерения сопротивления по эффекту Холла, а именно, было установлено, что сопротивление не зависит от толщины образца. X. Zhang (Университет Мэриленда) и др. применяли метод микроконтактной спектроскопии, и также подтвердили, что SmB6 — топологический изолятор. Источники: arXiv:1211.5104 [cond-mat.str-el], arXiv:1211.6769 [cond-mat.str-el], arXiv:1211.5532 [cond-mat.str-el]

Метод ЯМР в наномасштабе

Две независимые группы исследователей реализовали методику ядерного магнитного резонанса для изучения образцов нанометрового масштаба. В качестве детекторов применялись NV-дефекты в кристалле алмаза при комнатной температуре. Дефект NV представляет собой пару из атома азота, заместившего атом углерода, и атомной вакансии — незаполненного места в кристаллической решетке. T. Staudacher (Университет Штутгарта, Германия) и др. помещали образцы различного состава непосредственно на поверхность алмаза, под которой на глубине ≈ 7 нм находился NV-дефект. Образец в магнитном поле облучался микроволнами, и генерируемые в нём переменные магнитные поля вызывали в NV-дефекте переходы между спиновыми состояниями. Излучаемые вслед за этим флуоресцентные фотоны регистрировались фотодиодом. Тем самым, NV-дефект реагировал на прецессию спинов ≈ 104 протонов в объёме образца ≈ 5 нм3. В эксперименте H.J. Mamin (Исследовательский центр IBM в Сан-Хосе, США) и др. применялась схожая методика, но органический образец находился на некотором удалении от поверхности алмаза, и NV-дефект регистрировал сигнал из большего объёма. Исследователи надеются, что в будущем эта методика будет способна давать изображение трёхмерной структуры наночастиц, что важно для развития нанотехнологий. Метод ЯМР в некоторых отношениях проще, чем использование резонансного силового микроскопа, поскольку в ЯМР не требуется охлаждения до криогенных температур. Источники: Science 339 557 (2013), Science 339 561 (2013)

Выброс массы предсверхновой

С помощью широкопольного обзора The Palomar Transient Factory обнаружено, что за 37 дней до взрыва сверхновой SN 2010mc, звезда-предсверхновая произвела вспышку излучения с энергией 6 × 1047 эрг. По ширине спектральных линий найдена скорость излучающего газа — 2000 км с-1. Вероятным объяснением этого события является выброс массы величиной ≈ 0,01M. Выброс, скорее всего, был закономерным явлением, предшествующим взрыву, т. к. вероятность случайного совпадения таких событий на интервале в 37 дней оценивается на уровне всего 0,1 %. Подобные выбросы до основного взрыва предсказывались теорией звёздной эволюции. Фотометрические и спектроскопические характеристики наблюдавшихся вспышек хорошо соответствуют волновой модели. В этой модели незадолго до коллапса ядра вокруг него развиваются мощные конвективные движения, которые в виде волн выходят на поверхность звезды, создавая в процессе диссипации энергии выбросы вещества, а в альтернативных моделях (объекты Торна-Жидков или сверхновые с парной нестабильностью) не удаётся объяснить большую скорость и массу выброса. Источник: Nature 494 65 (2013)


Новости не опубликованные в журнале


Многослойный сверхпроводник с большим Jc

C.-B. Eom (Университет Висконсина-Мэдисона, США) и его коллеги изготовили сверхрешетку из 24-х чередующихся слоев железосодержащего сверхпроводника — пниктида, а также допированных примесями слоев бария, кобальта и соединения SrTiO3. Кроме того, в решетку были внедрены дефекты, создающие эффект пиннинга для магнитных вихрей. Оказалось, что эта система в сверхпроводящем состоянии имеет очень большую величину критического тока Jc, что может оказаться полезным в практических приложениях. Источник: Nature Materials, онлайн-публикация от 3 марта 3013 г.

Шум в многослойном графене

А.А. Баландин (Калифорнийский университет в Риверсайде, США) и его коллеги выяснили локализацию в многослойном графене источника электронного шума со спектром 1/f, который называется розовым шумом. Когда число слоев не превышало семи, этот шум генерировался, преимущественно, на поверхности, а при большем числе слоев источником шума был, в основном, объем образца. Однако механизмы генерации розового шума в графене и других материалах пока полностью не выяснены. Источник: Appl. Phys. Lett. 102 093111 (2013)

Эксперимент с двумя щелями для электронов

H. Batelaan и его коллеги из США и Канады выполнили эксперимент с двумя щелями по интерференции электронов в конфигурации, наиболее близкой к мысленному эксперименту Р. Фейнмана. Для перекрытия щелей применялась сдвигаемая маска, а для одноэлектронной интерференции использовался пучок электронов с очень малой интенсивностью. Источник: New J. Phys. 15 033018 (2013)

Преобразование квантовой информации

T.A. Palomaki (NIST, США) и др. в своём эксперименте переводили квантовое состояние микроволновых фотонов в колебательное состояние микромеханического осциллятора (алюминиевой мембраны, интегрированной в радиоконтур) и обратно без потери квантовой когерентности. Источник: Nature 495 210 (2013)

Магнитный момент антипротона

Коллаборацией ATRAP в ЦЕРНе измерен магнитный момент единичного антипротона, захваченного в ловушку, с точностью, в 680 раз лучшей, чем в предшествующих экспериментах. В пределах погрешностей измерений 5 × 10-6 магнитный момент антипротона совпал с магнитным моментом протона, что позволило на три порядка улучшить точность, с которой проверена CPT-теорема для этого случая. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 130801 (2013)

Операторы a и a+

Методом «квантовой томографии» впервые в эксперименте в явном виде охарактеризованы свойства операторов рождения и уничтожения фотонов — показано, что эти операторы повышают и понижают число частиц. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 130403 (2013)

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