Новости физики в Интернете


Осцилляции D0-анти-D0

В эксперименте LHCb, выполняемом на Большом адронном коллайдере с участием исследователей из России, зарегистрированы превращения (осцилляции) D0-мезона (кварковый состав c-анти-u) в его античастицу анти-D0, предсказываемые Стандартной моделью. Эти осцилляции вызываются нейтральными слабыми токами за счёт смешивания по чарму. Аналогичные осцилляции K0-, B0- и D0s-мезонов ранее уже наблюдались. Также ранее по совокупности данных экспериментов BaBar, Belle и CDF отмечались осцилляции D0-анти-D0, но с малой статистической значимостью. В новом эксперименте LHCb сначала по наличию π+ в распадах D*+ → D0π+ определялся тип частицы (D0 или анти-D0), и затем измерялось отношение R темпов предпочтительного по Кабиббо распада D0 → K-π+ и затруднённого распада D0 → K+π-. Причём, те же продукты распада K+π- возникали в результате осцилляций D0-анти-D0 с последующими распадами анти-D0 → K+π-. Измеренная форма зависимости R от времени подтверждает факт осцилляций D0-анти-D0, а гипотеза об их отсутствии, когда R=const, исключена на уровне 9,1 σ. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 101802 (2013)

Квантовые вычисления с неизвестным заранее результатом

До последнего времени квантовые вычисления выполнялись в квантовых битах — кубитах, но устройства считывания (измерения) результатов были специальным образом сконфигурированы, исходя из известных классических (неквантовых) решений тех же задач. Группой исследователей из университетов Бристоля (Великобритания) и Квинсленда (Австралия) выполнен эксперимент нового типа без упрощения квантовых схем считывания, когда результат квантового вычисления заранее неизвестен. Производилось итеративное определение фазы (phase estimation algorithm) у состояний поляризации фотонов. Методика определения фазы φ в собственном состоянии унитарного оператора Uψ=ei2πφψ широко используется в квантовых алгоритмах и позволяет экспоненциально ускорить вычисления по сравнению с классическим случаем. Строились собственные состояния для поляризации фотонов, проходящих через сплиттеры, и в цепочке измерений вычислялись последовательные биты в двоичном представлении фазы, начиная с менее значимых битов, которые затем использовались для уточнения более значимых. Квантовые вычисления без заранее известного ответа являются важным шагом на пути создания практических квантовых компьютеров. Источник: Nature Photonics 7 223 (2013)

Коллапс волновой функции в графене

Y. Wang (Калифорнийский университет и Берклиевская национальная лаборатория, США) и др., используя кластеры из ионов кальция в решётке графена, реализовали аналог предсказанного И.Я. Померанчуком и Я.А. Смородинским (J. Phys. USSR 9 97 (1945)), но не наблюдавшегося пока эффекта коллапса волновой функции электрона вблизи сверхтяжёлого ядра. Согласно расчётам в рамках квантовой электродинамики (см. обзор Я.Б Зельдовича и В.С. Попова в УФН 105 403 (1971)), при заряде ядра Z>Zc ≈ 170 атом становится нестабильным. Происходит коллапс волновой функции электрона — падение электрона на ядро с рождением и вылетом позитронов. В решётке графена с помощью сканирующего туннельного микроскопа создавались кластеры размером ≈ 5 нм из пар ионов — димеров кальция, до пяти димеров в каждом кластере. Димеры формировались спонтанно при нагреве и с помощью иглы микроскопа перемещались в кластеры. Тот же микроскоп применялся для наблюдения за электронным облаком, с его помощью измерялся спектр dI/dV на различных расстояниях от кластеров. Электроны в графене имеют большую константу взаимодействия и дисперсионную кривую релятивистского вида, что создает условия для коллапса волновой функции уже при зарядах кластеров Zc ≈ 1. Взаимодействие электрона с кластером из 3-5 димеров действительно приводило к коллапсу волновой функции, что отмечалось по возникновению резонансного состояния электрона с энергией ниже точки Дирака до расстояний более 10 нм от кластеров. Вместо позитронов, как предсказывалось в версии с отдельными ядрами, в эксперименте с графеном из кластеров вылетали дырки — электронные вакансии. Результаты эксперимента хорошо соответствуют теоретическим расчётам коллапса волновой функции. Альтернативные объяснения, такие как множественные рассеяния электронов между димерами, не способны воспроизвести наблюдаемую картину. Источник: Science, онлайн-публикация от 7 марта 2013 г.

Полимерный конденсатор

Исследователи из Наньянгского технологического университета (Сингапур) создали прототип конденсатора с полимерным изолятором между обкладками, который по своим характеристикам значительно превосходит обычные конденсаторы и может найти важные применения в микроэлектронике. Полимерные конденсаторы применялись и ранее, но их недостатком было малое электрическое поле пробоя, выводящее изолятор из строя из-за дефектов в структуре полимера. Сингапурские исследователи синтезировали новый многослойный диэлектрик, обладающий полем пробоя, значительно большим, чем в обычных конденсаторах. В основе диэлектрика — очень устойчивый (химически, термически и электрически) полимер. Источник: physicsworld.com

Чёрная дыра с большим угловым моментом

С помощью космических рентгеновских телескопов NuStar и XMM-Newton установлено, что сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики NGC 1365 имеет угловой момент L, близкий к максимально допустимому в рамках общей теории относительности. Этот результат получен путём регистрации переменного рентгеновского излучения, отражённого от внутренней области аккреционного диска вокруг чёрной дыры. Чем быстрее вращается чёрная дыра, тем меньше радиус внутренней части диска, что определённым образом модифицирует спектр излучения. Взаимодействие излучения с газом на луче зрения также может искажать спектр, и данный вклад необходимо было отделить от релятивистских эффектов. Эту задачу решили G. Risaliti (Флорентийская обсерватория Arcetri) и его коллеги с помощью телескопа NuStar, имеющего рабочий диапазон 3–80 кэВ — несколько выше, чем у других рентгеновских телескопов. Наблюдение высокоэнергетической части рентгеновского спектра позволило однозначно идентифицировать эффект уширения линии железа и избыток комптоновского излучения как результат влияния гравитационного поля чёрной дыры. Измеренный в результате параметр углового момента чёрной дыры составляет a=Lc/(GM2)≥0,84 при максимально возможном a=1. Большой угловой момент чёрная дыра могла получить во время своего формирования, либо в более позднее время при сильно несферической аккреции вещества или слияниях с другими чёрными дырами. Источник: Nature 494 449 (2013)


Новости не опубликованные в журнале


Регистрация переворотов единичных спинов

A. Mooser (Майнцский университет Иоганна Гутенберга, Германия) и др. выполнили эксперимент, в котором наблюдались единичные перевороты спинов отдельных протонов в ловушке Пеннинга. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 140405 (2013)

Регистрация легких ядер в эксперименте PAMELA

Детектором PAMELA, установленным на спутнике Ресурс-ДК1, измерены распределения по энергиям легких изотопов водорода и гелия. Спектр ядер 1H, 2H, 3He и 4He формируется в результате взаимодействия первичных космических лучей с атомами межзвездной среды. Самые точные на сегодняшний данные PAMELA позволят уточнить модели происхождения и распространения космических лучей. Источник: arXiv:1304.5420 [astro-ph.HE]

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