Новости физики в Интернете


Новая частица Zc(3900)

Коллаборации Belle (ускоритель KEKB, Япония) и BessIII (электрон-позитронный коллайдер в г. Бейджин, Китай) независимо получили свидетельства рождения частицы Zc(3900), имеющей электрический заряд и состоящей, предположительно, из четырёх кварков c, анти-c, u и анти-d. В обоих экспериментах исследовалась структура чармониеподобного резонанса Y(4260) в промежуточных состояниях реакции e+e- → π+π-J/ψ. О чармониеподобных состояних см. обзор в УФН 180 225 (2010). Частица Y(4260) была впервые обнаружена в 2005 г., и предполагается, что в её составе имеется дополнительный глюон помимо тех глюонов, что связывают c и анти-c-кварики. При энергии 3,9 ГэВ наблюдался дополнительный резонансный пик шириной около 46 МэВ, который был интерпретирован как четырёхкварковое состояние Zc(3900) с массой около 3,9 ГэВ. Всего в двух экспериментах было отмечено 466 событий рождения Zc(3900). В качестве альтернативной модели предполагается, что Zc(3900) состоит из слабосвязанной пары двухкварковых D-мезонов. Источники: Phys. Rev. Lett. 110 252001 (2013), Phys. Rev. Lett. 110 252002 (2013)

Квантовые вычисления: решение системы линейных уравнений

X.-D. Cai (Китайский университет науки и техники в г. Хэфэй, Китай) и др. с помощью простейшего квантового компьютера решили систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными Ax=b. Более строго, измерялось ожидаемое значение квантового оператора, соответствующего решению. A.W. Harrow, A. Hassidim и S. Lloyd в 2009 г. теоретически показали, что квантовый алгоритм решения системы линейных уравнений с N неизвестными требует затрат времени ∼ ln N, тогда как продолжительность классических вычислений ∼ N. То есть, квантовый компьютер способен экспоненциально ускорить решение таких задач. В новом эксперименте для демонстрации работы квантового алгоритма применялись четыре квантовых бита — кубита, представляемых фотонами, и набор логических ячеек на основе светоделителей, зеркал и призм, в которых вычислялась обратная 2×2-матрица A-1 и производилось матричное умножение, дающее решение. Качество вычислений (fidelity) составляло от 0,825 до 0,993, но применение более совершенных однофотонных источников и детекторов в будущем может улучшить этот показатель. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 230501 (2013)

«Фотоионизационная микроскопия» атома водорода

A.S. Stodolna (Институт атомной и молекулярной физики, Нидерланды) и её коллеги в своём эксперименте реализовали метод визуализации волновой функции электрона в атоме водорода, который предложили теоретически Ю.Н. Демков, В.Д. Кондратович и В.Н. Островский (Письма в ЖЭТФ 34 425 (1981)). Метод основан на том, что при фотоионизации атома в однородном электрическом поле возможные траектории вылетающих электронов могут снова пересекаться на большом расстоянии от атома, сохраняя квантовую когерентность и создавая увеличенную по масштабу интерференционную картину, отражающую распределение электронной плотности в атоме. Лазерными импульсами было выполнено несколько сотен тысяч ионизаций атомов водорода в статическом электрическом поле, когда атомы переводились в возбуждённые квазисвязанные штарковские состояния. Вылетающие электроны регистрировались на плоском экране, перпендикулярном электрическому полю, которое создавало эффект электростатической линзы с увеличением примерно в 20000 раз. В эксперименте исследовалось как резонансное, так и нерезонансное фотовозбуждение. В первом случае имело место туннелирование электронов через максимум потенциала, и на экране наблюдались интерференционная картина в виде концентрических колец, соответствующая 0, 1, 2 или 3-м узлам волновой функции электронов в атоме. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 213001 (2013)

Регистрация токов на поверхности топологического изолятора

Исследователи Стэнфордского университета зарегистрировали электрические токи, текущие вдоль поверхности топологического изолятора, по воздействию магнитного поля этих токов на сверхпроводящий детектор (СКВИД). Топологические изоляторы характерны тем, что лишь поверхность этих материалов имеет хорошую проводимость, а в объеме они являются диэлектриками. Это свойство ранее уже наблюдалось в экспериментах, но прямой регистрации токов на поверхности выполнено не было. Для целей нового эксперимента был сконструирован очень чувствительный СКВИД, фиксирующий магнитное поле с пространственным разрешением в несколько мкм. Исследовался образец из теллурида ртути в форме вытянутого параллелепипеда, имеющий структуру квантовой стенки. Образец становился топологическим изолятором в сильном электрическом поле при низких температурах. Ток через образец пропускался в направлении вдоль длинных граней перпендикулярно электрическому полю. Измерения показали, что в условиях малого электрического поля, когда в образец проводил ток в объеме, магнитные силовые линии охватывали весь образец. Однако при увеличении электрического поля магнитные силовые линии разделялись и охватывали две грани по-отдельности. Это соответствовало переходу образца в состояние топологического изолятора, когда проводящими оставались лишь две грани. Источник: Nature Materials, онлайн-публикация от 16 июня 2013 г.

Магнетар 1E 2259+586 резко замедлил вращение

R.F. Archibald (Университет Макгилла, Канада) и др. с помощью рентгеновского телескопа космической обсерватории Swift обнаружили, что магнетар 1E 2259+586, представляющий собой нейтронную звезду с очень сильным магнитным полем, в апреле 2012 г. резко (по сравнению со свойственным пульсарам плавным уменьшением периода T) замедлил свое вращение. Ранее наблюдались несколько десятков скачкообразных ускорений вращения радиопульсаров. Эти ускорения, называемые глитчами (англ. glitch), связывали с обменом угловым моментом между дифференциально вращающимися слоями нейтронной звезды — твёрдой корой и внутренней нейтронной жидкостью — в результате трещин в коре. Замедление магнетара 1E 2259+586, антиглитч, пока не нашло объяснения и, возможно, потребует пересмотра моделей строения нейтронных звёзд. Антиглитч может объясняться как внутренними механизмами, так и внешними причинами, например, выбросами плазмы. Антиглитч в апреле 2012 г. сопровождался вспышкой жесткого рентгеновского излучения, наблюдавшейся космическим телескопом им. Э. Ферми. В августе 2012 г. произошло второе менее значительное изменение частоты пульсара, которое из-за неопределённостей в dT/dt можно интерпретировать и как второй антиглитч и как глитч. Второе событие не сопровождалось сигналами в радио или рентгеновском диапазоне, что говорит против гипотезы о выбросе плазмы. Источник: Nature 497 591 (2013)


Новости не опубликованные в журнале


Q-стекло

G.G. Long (Аргонская национальная лаборатория и Национальный институт стандартов и технологий, США) и др. обнаружили, что в процессе быстрого охлаждения и затвердевания расплава Al-Fe-Si возникают сильно упорядоченные структуры, которые, однако, не имеют кристаллической или квазикристаллической структуры. Эту новую форму упорядоченности, не имеющую пока аналогов, исследователи назвали Q-стеклом. В отличие от обычного стекла, в котором происходит непрерывный переход в твердое состояние, в Q-стекле переход имеет вид быстрого фазового перехода 1-го порядка, как в кристаллах, но без появления дальнего порядка. При затвердевании расплава в нем возникали области Q-стекла в виде многочисленных узелков, окруженных вытянутыми кристаллами алюминия, т. е. в расплаве происходила химическая дифференциация. Области Q-стекла, наблюдались методами электронной и рентгеновской дифракции. Рентгеновская дифракция выполнялась с помощью мощного рентгеновского источника Advanced Photon Source в Аргонской национальной лаборатории. Наблюдение изотермического отпуска образца подтвердило, что при затвердевании не происходит образования поликристаллических гранул нанометрового размера, поэтому Q-стекло не является поликристаллом. В качестве возможной модели образования Q-стекла предполагалось, что при затвердевании кристалла происходит конкуренция между двумя несовместимыми кристаллическими решетками с попеременным их преобладанием в различных областях, что разрушает дальний порядок. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 015502 (2013)

Фотоны с орбитальным угловым моментом в ондуляторе

В берлинском Центре материалов и энергии имени Гельмгольца впервые путем генерации в ондуляторе получен пучок фотонов, имеющих орбитальный угловой момент. Эти фотоны генерировались с энергиями 99 эВ во второй гармонике во внеосевом пучке и при интерференции с обычным пучком образовывали спиральную интерференционную картину. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 034801 (2013)

Поиск безнейтринного двойного бета-распада в эксперименте GERDA

В эксперименте GERDA, выполняемом в Национальной лаборатории Гран Сассо (Италия), получен новый предел снизу на характерное время безнейтринного двойного бета-распада ядер 76Ge. В комбинации с данными предшествующих экспериментов T1/2 >3,0 × 1025 лет. В этом году похожие ограничения были получены также в эксперименте KamLAND-Zen. Источник: arXiv:1307.4720 [nucl-ex]

Высокостабильные зеркала

G.D. Cole (Венский университет, Австрия) и др. изготовили уникальные зеркала с многослойным покрытием из монокристаллических слоев. Эти зеркала на порядок более устойчивы к воздействию механических шумов, таких как броуновское движение, по сравнению с лучшими ранее созданными зеркалами на основе диэлектрических слоев. Добротность интерферометра Фабри – Перо, в котором использовались изготовленные по этой технологии зеркала, составила 150000. Источник: Nature Photonics, онлайн-публикация от 21 июля 2013 г.

Распады B-мезонов на μμ

В эксперименте CMS, выполняемом на Большом адронном коллайдере, измерена вероятность распадов Bs → μμ, для которых превышение сигнала над уровнем фона составляет 4.3 σ. Также получено ограничение сверху на распады B0 → μμ. Результаты находятся в согласии с расчетами в рамках Стандартной модели элементарных частиц. Это согласие сужает диапазон возможных параметров суперсимметричных моделей, предсказывающих более высокий темп распадов, чем в Стандартной модели. В то же время, в распадах B → K*μμ, изученных в эксперименте LHCb, возможно, наблюдается аномалия — отклонение от предсказаний стандартной модели на уровне 4.5 σ. Одним из объяснений этого отклонения могло бы быть существование нового бозона, похожего на Z0-бозон, но с большей массой. Источники: arXiv:1307.5025 [hep-ex], arXiv:1307.5683 [hep-ph]

Экситон в квантовой точке

Методом фотолюминесцентной спектроскопии M. Holmes (Токийский университет, Япония) и др. измерили частоту Раби и исследовали затухание для экситона в GaN квантовой точке, созданной на нанопроволоке. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 057401 (2013)

Квантовое туннелирование атомов кислорода на поверхности льда

Группой исследователей из Франции, Италии и Нидерландов изучено поведение атомов кислорода на поверхности водяного льда при температурах 6-25 К. Прослежен переход между конкурирующими процессами классической диффузии и квантового туннелирования атомов. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 053201 (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