Новости физики в Интернете


Нейтрино высоких энергий

Нейтринным детектором IceCube с достоверностью 2,8 σ зарегистрированы два нейтрино с рекордно большими энергиями — около 1 ПэВ = 1015 эВ. IceCube состоит из 5160 черенковских детекторов в объеме ≈ 1 км3 в толще льда Антарктиды на глубинах 1450-2450 м. Обнаруженные события, создавшие каскады частиц во льду, могут объясняться как взаимодействием νe,μ,τ (или антинейтрино) с ядрами посредством нейтральных слабых токов, так и взаимодействием νe (анти-νe) через заряженные токи. Задача регистрации нейтрино высоких энергий облегчается тем, что при энергиях ≥1 ПэВ мало фоновых событий, создаваемых космическими лучами в атмосфере. Кроме того, исключались мюонные события из верхней полусферы, а учитывались только события от нейтрино, прошедших сквозь Землю. Таким образом, вероятность наличия среди полученных данных двух и более фоновых событий составила 2,9 × 10-3. Если два зарегистрированных события действительно вызваны нейтрино астрофизического происхождения, то их источниками могли быть, например, космические гамма-всплески или процессы в активных ядрах галактик. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 021103 (2013)

Силы Ван-дер-Ваальса между ридберговскими атомами

L. Beguin (Лаборатория Шарля Фабри Института Оптики, Франция) и др. впервые измерили ван-дер-ваальсово взаимодействие двух атомов, находящимися в высоковозбуждённых ридберговских состояниях. По сравнению с атомами в основном состоянии, диполь-дипольные взаимодействия ридберговских атомов (силы ван-дер-Ваальса) гораздо сильнее. Ранее силы Ван-дер-Ваальса измерялись косвенными методами во множестве экспериментов. Например, измерялось притяжение макроскопических тел, измерялся сдвиг частоты колебаний атомов в двухатомных молекулах с ван-дер-ваальсовой связью, а также изучалось взаимодействие ридберговского атома с поверхностью проводника. В новом эксперименте два атома рубидия были захвачены в ловушки, создаваемые сфокусированными лучами лазера на регулируемом (от 3 до 20 мкм) расстоянии. Фокусирующая асферическая линза одновременно собирала фотоны, излучаемые атомами. Под действием резонансных лазерных импульсов вызывались осцилляции между основным и ридберговским квантовыми состояниями двухатомной системы, а частота Раби Ω этих осцилляций возмущалась взаимодействием между атомами. Эксперимент выполнялся в режиме частичной ридберговской блокады, когда энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия была сравнима с энергией осцилляций. Путем регистрации излучаемых атомами фотонов измерялась вероятность нахождения атомов в основных и ридберговских состояниях в зависимости от расстояния между атомами и длительности лазерного импульса. Полученная из этих данных энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия ∝ r -6 хорошо соответствует теоретическим расчётам. Эксперимент интересен также и тем, что в нём удалось поддерживать когерентность пары ридберговских атомов, что открывает перспективу создания на их основе квантовых логических ячеек. Источник: Phys. Rev. Lett. 110 263201 (2013)

Структура энергетической щели в CeCoIn5

J.C. Davis (Брукхейвенская национальная лаборатория и Корнелльский университет, США) и его коллеги исследовали структуру энергетической щели в сверхпроводнике с тяжёлыми фермионами CeCoIn5. Предполагается, что механизм куперовского спаривания в подобных соединениях определяется спиновыми флуктуациями, но для полного прояснения механизма сверхроводимости требуются дальнейшие исследования. В описываемом эксперименте структура щели Δ(k) в импульсном пространстве изучалась методом интерференции квазичастиц (Bogoliubov quasiparticle interference imaging). Электроны расщепляющихся куперовских пар испытывали интерференцию на примесях, и с помощью сканирующего туннельного микроскопа регистрировались возникающие при этом стоячие электронные волны. Данная методика позволила выявить очень малые вариации энергии щели в зависимости от направления. Как оказалось, щель ориентирована в кристаллическом направлении вдоль связей Ce-Ce и имеет dx2-y2-симметрию. Также была измерена форма Ферми-поверхности и структура энергетических уровней, в том числе, в области расщепления уровня с малой эффективной массой на гибридизированые уровни тяжёлых фермионов. Источник: Nature Physics, онлайн-публикация от 14 июля 2013 г.

Фотокатализатор TiO2

Известно, что полиморфные кристаллические модификации диоксида титана TiO2 рутил и анатаз являются хорошими фотокатализаторами — они эффективно расщепляют молекулы воды (осуществляют фотолиз) на своей поверхности под действием света. В 1972 г. было обнаружено, что образцы со смесью двух модификаций обладают значительно лучшими катализирующими свойствами, чем чистые рутил и анатаз по-отдельности. Предполагалось, что это свойство связано с относительным сдвигом валентных зон в рутиле и анатазе, но однозначное экспериментальное подтверждение отсутствовало. D.O. Scanlon (Университетский колледж Kathleen Lonsdale Materials Chemistry, Великобритания) и др. выполнили новый эксперимент и компьютерное моделирование структуры TiO2, которые достаточно надёжно подтвердили различие уровней энергии. С помощью рентгеновской фотоэмиссионной методики изучалась гетероструктура, состоящая из слоёв рутила и анатаза. Как оказалось, валентная зона анатаза расположена на 0,4 эВ ниже валентной зоны рутила. Это означает наличие потока электронов от рутила к анатазу при фотовозбуждении. Вероятно, такое расположение валентных зон и ведёт к значительному улучшению фотокатализирующих свойств смешанного кристалла. Источник: Nature Materials, онлайн-публикация от 7 июля 2013 г.

Внегалактические радиовсплески

С помощью 64-метрового радиотелескопа Паркс (Австралия) обнаружена новая популяция космологических всплесков радиоизлучения длительностью ≈ 1 мс и спектральной плотностью потока 0,4-1,3 Ян. В 2007 уже регистрировался похожий мощный всплеск (всплеск Лоримера), происхождение которого осталось неизвестным. В новых наблюдениях зарегистрированы ещё четыре всплеска из направлений ≥ 40° над плоскостью диска Галактики. Сильная дисперсия сигналов могла возникнуть лишь при их распространении с расстояний 1,7-3,2 Гпк (источники на z = 0,45-0,96) за счёт взаимодействия радиоволн с космической плазмой, так как дисперсии в разреженной плазме Галактики на высоких галактических широтах для формирования наблюдаемых спектров недостаточно. В связи с этим делается вывод о космологической природе всплесков. При экстраполяция на всю небесную сферу предсказывается число ≈ 104 подобных радиовсплесков в день со всех направлений. Повторных или совпадающих событий в других диапазонах волн пока не найдено. Хотя происхождение этих радиовсплесков ещё не выяснено, в качестве возможных источников указывались высокоэнергетичные процессы вблизи чёрных дыр или нейтронных звёзд. Источник: Science 341 53 (2013)


Новости не опубликованные в журнале


Экстремально большое магнитосопротивление у PdCoO2

H. Takatsu (Япония) и его коллеги обнаружили, что немагнитное слоистое соединение PdCoO2 обладает очень большим магнитосопротивлением. При охлаждении до 2 К и включении внешнего магнитного поля величиной 14 Тл сопротивление образца возрастало в 350 раз. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 056601 (2013)

ИК-послесвечение гамма-всплеска

С помощью космического телескопа Хаббл выполнено наблюдение послесвечения в ближнем ИК-диапазоне мощного короткого космического гамма-всплеска GRB 130603B. Характер послесвечения подтверждает модель генерации коротких (длительностью менее 2 секунд) всплесков как слияний пары нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Длинные всплески, напротив, генерируются при взрывах коллапсирующих сверхновых. Согласно теоретическим расчетам J. Barnes и D. Kassen, ИК-излучение короткого всплеска испускается расширяющимся файерболом — плазменным шаром, образующимися в результате выделения энергии при слиянии. ИК-излучение начинает преобладать через несколько дней после взрыва, а оптическое излучение в это время сильно поглощается. Мощный взрыв, инициированный слиянием компактных объектов, предложено называть «килоновой». В процессе такого взрыва возможен синтез тяжелых элементов, таких как золото и платина в дополнении к их синтезу при взрывах сверхновых. Источники: hubblesite.org, arXiv:1306.4971 [astro-ph.HE]

Железо под давлением 560 ГПа

Y. Ping (Ливерморская лаборатория им. Лоуренса) и др. методом динамической компрессии множественными ударными волнами сжали твердое железо до рекордно высокого давления 560 ГПа. Обнаружено, что плотноупакованная кристаллическая структура железа при таком давлении остается стабильной, но тепловыделение при сжатии значительно превышает ожидаемое. Источник: Phys. Rev. Lett. 111 065501 (2013)

Нелинейная лазерная оптика

Исследователи из Физического института им. П.Н. Лебедева исследовали процессы множественной филаментации и нелинейное преобразование монохромного излучения в континуум в среде, подвергаемой воздействию очень мощных лазерных импульсов. Источник: АНИ «ФИАН-Информ»

Магнетар вблизи SgrA*

С помощью рентгеновских- и радиотелескопов на расстоянии 0,07-2 пк от сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики обнаружен магнетар — нейтронная звезда с очень сильным магнитным полем. С вероятностью 90 % магнетар находится на связанной орбите вокруг черной дыры. Возможно, что активность магнетара в прошлом может объяснить некоторые из наблюдавшихся в центре Галактики «световые эхо» — флуоресцентное излучение молекулярных облаков, возникшее после облучения внешним источником с задержкой по времени, требуемой на распространение излучения от источника. Источник: arXiv:1307.6331 [astro-ph.GA]

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