Новости физики в Интернете


Осцилляции нейтрино в эксперименте T2K

Первые события превращений (осцилляций) мюонных нейтрино в электронные в эксперименте T2K (Япония) были зарегистрированы в 2011 г. путём сравнения состава пучка мюонных нейтрино вблизи выхода из ускорителя в Токаи и на расстоянии 295 км в детекторе Супер-Камиоканде. К настоящему времени наблюдалось уже 28 событий, и достоверность регистрации осцилляций достигла 7,5 σ. Важно, что T2K является экспериментом “на появление” нового типа нейтрино в пучке. Эксперименты на появление, как правило, более однозначны, чем эксперименты “на исчезновение”, в которых фиксируется дефицит частиц. Осцилляции νμ → νe тесно связаны с нарушение CP-инвариантности в слабых взаимодействиях, и ожидается, что по мере накопления статистических данных можно будет исследовать CP-нарушение в лептонном секторе по нейтринным осцилляциям. Несколько событий другого типа осцилляций — νμ → ντ наблюдались недавно в эксперименте OPERA (Италия). В экспериментах T2K и OPERA активное участие принимают российские исследователи. Источник: http://t2k-experiment.org

Фотонный аналог “кота Шредингера”

А.И. Львовский (Университет Калгари, Канада и Российский квантовый центр в Сколково) и его коллеги получили в эксперименте квантовое запутанное состояние единичного фотона и макроскопического ансамбля из более чем 108 фотонов, т. е. создали фотонный аналог “кота Шредингера”. Квантовая запутанность между микро- и макро-объектами уже была реализована в ряде систем, например, в атомных ансамблях, но для чисто фотонных систем она получена впервые. Эксперимент начинался с пары фотонов в запутанных состояниях, получаемых методом параметрической вниз-конверсии. Один из фотонов пары подвергался затем многократному усилению методом смещения в фазовом пространстве. Измерения состояний выполнялись с помощью квантовой томографии, а обратное смещение позволило проверить, что действительно имеет место квантовая когерентность. Состояние единичного фотона благодаря квантовой запутанности влияло на состояние большой системы, которая могла находиться в суперпозиции состояний, отличающихся по числу фотонов на десятки тысяч. Источник: Nature Physics 9 541 (2013)

Управляемые скирмионы

Скирмионы — стабильные спиновые структуры, несущие топологический заряд, были предложены теоретически в 1962 г. в полевой модели Т. Скирма и к настоящему времени наблюдались уже в нескольких различных системах. Исследователи из Института прикладной физики Гамбургского университета (Германия) впервые сумели избирательно создавать и уничтожать отдельные скирмионы путём локального воздействия спин-поляризованного тока, создаваемого сканирующим туннельным микроскопом, на ультратонкие магнитные плёнки, состоящие из бислоя PdFe на поверхности кристалла иридия. Вблизи значения внешнего магнитного поля 1-1,4 Тл имелись метастабильные топологические конфигурации, близкие по энергии, но разделенные энергетическим барьером. Потенциал туннельного микроскопа (порядка 0,1-1 В) вызывал обратимые переходы через барьер между уровнями энергии и, соответственно, образование или уничтожение скирмионов. Обратимость переходов означает, что в этом режиме скирмионами можно легко управлять с целью записи и хранения информации. Таким методом были последовательно независимо созданы несколько скирмионов на локальном участке плёнки, а затем также по-одному скирмионы были уничтожены. Скирмионы регистрировались по характерным особенностям изменения туннельного тока. Каждый скирмион, в области которого магнитный момент делал полный оборот, своей площадью охватывал примерно 270 поверхностных атомов плёнки. Эксперимент выполнялся при низких температурах ≤8 K, когда мала вероятность перехода между топологическими состояниями под влиянием тепловых флуктуаций. Перспектива практического применения скирмионов основана, в частности, на том, что их магнитное состояние более устойчиво, чем у обычных магнитных доменов. Источник: Science 341 636 (2013)

Вращательный эффект Доплера

Исследователи из университетов Глазго и Стратклайда (Великобритания) впервые реализовали в эксперименте метод измерения скорости углового вращения тел по их взаимодействию с лучом света, фотоны которого обладают орбитальным угловым моментом. Если угловой размер вращающегося тела невелик, то обычный доплер-эффекта для измерения скоростей движения частей тела неприменим, однако для этой цели подходит «закрученный» свет. В отражённом от вращающегося тела луче возникает сдвиг частоты, пропорциональный произведению частоты вращения тела и орбитального углового момента фотонов. В эксперименте M.P.J. Lavery и др. вращающийся кусочек алюминиевой фольги освещался двумя лучами полупроводникового лазера с равными по величине, но противоположными по направлению угловыми моментами ± 18h/2π, создаваемыми программируемыми пространственными модуляторами. Ось вращения была параллельна лучу зрения, но из-за неровности поверхности отражение происходило под некоторыми малыми углами. Как и ожидалось, отражённый свет в двух пучках получил сдвиги частоты противоположного знака — красное и синее смещения. В эксперименте регистрировались биения, возникающие при интерференции этих лучей, и по характеру биений можно было вычислить скорость вращения диска. Полученные при различных скоростях вращения результаты находятся в согласии с теоретическими расчётами данного эффекта. Источник: Science 341 537 (2013)

B-мода поляризации реликтового излучения

С помощью 10-метрового радиотелескопа South Pole Telescope, расположенного в Антарктиде на Южном полюсе, впервые зарегистрирована B-мода поляризации микроволнового фонового (реликтового) излучения, связанная с вихревой частью тензора поляризации. Поляризация реликтового излучения может генерироваться при его рассеянии на неоднородностях плазмы и метрики (гравитационных волнах) в эпоху рекомбинации, либо возникать позже в результате гравитационного линзирования излучения на космологических неоднородностях плотности. Безвихревая E-мода уже наблюдалась телескопом-интерферометром DASI в 2002 г. В новых данных, полученных за первый сезон работы чувствительных к поляризации болометрических приемников телескопа South Pole Telescope, впервые достоверно зарегистрирована B-мода. Расчет 4-точечных корреляционных функций для мультиполей l ≥ 150 показал, что измеренная B-мода на уровне достоверности 7,7 σ коррелирует с картой распределения вещества, полученной в ИК-обзоре телескопа Гершель и с измерениями E-моды. Как известно из других наблюдений, ИК-обзоры хорошо воспроизводят распределение гравитационного потенциала, который и ответственен за гравитационное линзирование и происходящее при этом преобразование E-моды в B-моду поляризации. Очень ценную информацию о ранних стадиях эволюции Вселенной, в том числе о стадии инфляции, в будущем может дать регистрация поляризации реликтового излучения, вызванной реликтовыми гравитационными волнами. Полученные South Pole Telescope данные представляют фон, над уровнем которого можно будет выполнять поиск поляризационных сигналов, обусловленных гравитационными волнами. Источник: arXiv:1307.5830 [astro-ph.CO]


Новости не опубликованные в журнале


Фазовая диаграмма ядерной материи

Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории на основе данных Коллайдера тяжелых релятивистских ионов (RHIC) и сложных теоретических расчетов посторили фазовую диаграмму сосстояния ядерной материи, на которой можно проследить, например, переходы от кварк-глюонной плазмы к адронам и далее к атомным ядрам. Такие переходы имели место в ранней Вселенной, во время вспышек сверхновых, в источниках космических гамма-всплесков и, возможно, в нейтронных звездах. Фазовые переходы в ядерной материи наблюдаются также при столкновении тяжелых ионов на ускорителях. Источник: Brookhaven National Laboratory

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