Новости физики в Интернете


Подтверждено существования 4-кварковой частицы Z(4430)-

Свидетельства рождения частицы Z(4430)-, состоящей из 4-х кварков c-анти-cd-анти-u, впервые были получены коллаборацией Belle на ускорителе KEK (Япония) в 2008 г. В эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере её существование подтверждено с достоверностью 13,9σ. Исследовано 25176 ± 174 распадов B0 → ψ'K+π-, ψ' → μ+μ- мезонов B0, рождавшихся в pp-столкновениях. Измеренные распределения продуктов распада по инвариантной массе моделировались с учётом известных резонансных состояний K*. Оказалось, что одних лишь K* для воспроизведения данных недостаточно, и требуется наличие дополнительной компоненты, соответствующей короткоживущей частице-резонансу Z(4430)- с массой около 4430 МэВ, шириной резонанса ≈ 172 МэВ, отрицательным единичным зарядом и спин-чётностью JP=1+. Также были измерены интерференционные свойства в районе резонанса и петля на диаграмме Аргана. К настоящему времени известно уже несколько частиц, которые могут состоять из 4-х кварков, однако лишь в случае Z(4430)- эксперимент LHCb надежно показал, что эта частица действительно относится к частицам-резонансам. Природа частицы Z(4430)- пока полностью не выяснена: она может быть как тетракварком, так и связанной системой двух мезонов. Источник: arXiv:1404.1903 [hep-ex]

Проверка принципа эквивалентности с помощью нейтрино

Наблюдаемый эффект нейтринных осцилляций свидетельствует о том, что флейворные состояния нейтрино являются суперпозицией массовых состояний, не совпадая с ними. Возникает вопрос, имеет ли взаимодействие каждого из массовых состояний с гравитационным полем тот же вид, что и у неосциллирующих частиц, т.е. выполняется ли для массовых состояний принцип эквивалентности? A. Esmaili (Институт физики им. Г.В. Ватагина, Бразилия) и др. исследовали этот вопрос на основе данных по атмосферным нейтрино высоких энергий Eν=20 ГэВ-400 ТэВ, зарегистрированных в эксперименте IceCube, который проводится во льду Антарктиды. Нарушение принципа эквивалентности вело бы к дополнительному сдвигу фазы между состояниями, вызывающему осцилляции. Хотя таких дополнительных осцилляций не обнаружено, получены ограничения на произведения гравитационного потенциала φ и разностей параметров γi, определенных как множители в гравитационном взаимодействии массовых состояний. Если справедлив принцип эквивалентности, то γi=1 для i=1,2,3. Получено, что |φ(γ21)|<9,1 × 10-27 и |φ(γ31)|<6 × 10-27. Эти ограничения, соответственно, на 4 и 1 порядок строже, чем следует из данных других экспериментов. Таким образом, данные IceCube на достигнутом уровне точности подтверждают принцип эквивалентности для массовых состояний нейтрино. Источник: arXiv:1404.3608 [hep-ph]

Квантовая запутанность трёх фотонов

C. Erven (Университет Ватерлоо, Канада) и др. продемонстрировали эффект квантовой запутанности трёх удаленных друг от друга фотонов в случае, когда события измерения их состояний разделены пространственно-подобным интервалом и поэтому не могли иметь причинную связь. Ранее в экспериментах это условие было выполнено только для двух частиц. Три фотона в запутанных по спину состояниях получались методом параметрической вниз-конверсии и смешивания. Два фотона летели к детекторам на расстояниях 700-800 м, а оптический путь третьего фотона был локализован вблизи источника. Детекторы срабатывали в случайные моменты времени по сигналу квантового генератора случайных чисел, который был удален на 446 м от источника. Измерения состояний трёх фотонов выполнялись во временном интервале, в течение которого фотоны не могли обменяться сигналами, распространяющимися со скоростью света. Исследовалось нарушение неравенств Мермина — аналога неравенств Белла, но для трёх частиц. Эти неравенства нарушались на уровне 9σ, что с высокой достоверностью свидетельствовало о квантовой запутанности трёх фотонов. Результаты эксперимента служат как проверке фундаментальных основ квантовой механики, так и могут найти практическое применение в квантовой криптографии и квантовых коммуникациях. Источник: Nature Photonics 8 292 (2014)

Фаза Берри в полупроводнике

Если проводимость вещества имеет нетривиальные топологические свойства, то волновые функции электронов могут испытывать дополнительный сдвиг фазы (иметь фазу Берри) при почти периодических изменениях состояния системы. Фаза Берри наблюдалась в экспериментах с квантовым эффектом Холла и топологическими изоляторами. Новое наблюдение фазы Берри, на этот раз в полупроводнике BiTeI, свойства которого описываются гамильтонианом со спин-орбитальным взаимодействием в форме Рашбы, выполнили H. Murakawa (Центр развития наук о материалах RIKEN, Япония) и его коллеги. Измерялась проводимость тонких слоев BiTeI в магнитном поле при температуре 1,8 К. Были выявлены две группы осцилляций, соответствующие двум спиновым состояниям. Фаза Берри для внутренней поверхности Ферми (при малой величине B внешнего магнитного поля) наблюдалась по осцилляциям второй производной проводимости -d2ρxx/dB2. А фаза Берри для внешней поверхности Ферми (при больших B) была выявлена по осцилляциям Шубникова – де Гааза, которые наблюдались до B=56 Тл. Измеренный в эксперименте систематический сдвиг фазы осцилляций согласуется с теоретическими предсказаниями о наличии фазы Берри в полупроводнике BiTeI. Источник: Science 342 1490 (2014)

Изучение межзвездной плазмы с помощью Радиоастрона

С помощью 10-метрового космического радиотелескопа Радиоастрон и двух наземных телескопов (Arecibo и Westerbork Synthesis Radio Telescope) на волне 92 см в режиме наземно-космического интерферометра выполнены наблюдения радиоимпульсов пульсара PSR B0950+08 и получена информация о распределении межзвездной плазмы на луче зрения, которая рассеивает сигнал и вызывает его мерцания. Космический и наземные телескопы образовывали интерферометр с базой 220000 км, что позволило достичь рекордного разрешения в метровом диапазоне. Ожидаемые характеристики сигнала были рассчитаны Т.В. Смирновой и В.И. Шишовым еще в 2008 г. и с хорошей точностью подтверждены в данных наблюдениях. Мерцания сигнала имеют вид модуляции на уровне ≈40% с частотами, которые много меньше несущей частоты. К такой модуляции могла привести конфигурация плазмы на луче зрения в виде двух рассеивающих слоев и «космической призмы» — достаточно резкого градиента в распределении плазмы, отклоняющего радиоизлучение на углы 1,1-4,4 угловых миллисекунд. Дальний рассеивающий слой находится, скорее всего, на внешней границе Местного пузыря (область разреженного газа внутри галактического рукава) на расстоянии 26-170 пк, а ближний слой (4,4 -16,4 пк) находится на ионизированной поверхности молекулярного облака. Спектр турбулентных флуктуаций плотности в обоих слоях следует степенному закону с показателями γ12=3,00 ± 0,08, что отличается от колмогоровского спектра с γ=11/3. Большинство из этих результатов нельзя было получить при наблюдениях только с поверхности Земли, т.к. зона Френеля при рефракции излучения пульсара превышает диаметр Земли. Радиоастрон был запущен на орбиту в 2011 г. на борту космической обсерватории Спектр-Р. Этот проект осуществляется Астро-космическим центром ФИАН и НПО им. С.А. Лавочкина с участием других российских и международных организаций. Источник: Astrophysical Journal 786 115 (2014), arXiv:1402.6346 [astro-ph.GA]


Новости не опубликованные в журнале


Измерение температуры в наномасштабах

J. Millen (Университетский колледж Лондона, Великобритания) и др. разработали метод измерения температуры и неравновесных свойств газа в нанометровых масштабах по характеру броуновского движения наночастиц. В эксперименте данный метод был продемонстрирован путем наблюдения броуновского движения стеклянных сфер при различных температурах. Источники: Nature Nanotechnology, онлайн-публикация от 4 мая 2014 г., www.sciencedaily.com

Астросейсмология как метод регистрации гравитационных волн

I. Lopes и J. Silk обосновали теоретически новый способ регистрации гравитационных волн от столкновений черных дыр. Излучаемые при этих событиях гравитационные волны способны вызывать колебания звезд, которые можно зарегистрировать по колебаниям их излучения (аналогично методу гелиосейсмологии для Солнца). Расчеты показали, что данный способ регистрации может превзойти по эффективности даже проектируемые космические детекторы гравитационных волн, такие как лазерный интерферометр eLISA. Источники: Обзоры препринтов astro-ph, arXiv:1405.0292 [astro-ph.CO]

Управление энергетической щелью в графене

А.К. Гейм, К.С. Новоселов (Университет Манчестера, Великобритания) и их коллеги обнаружили, что энергетическая щель у графена на подложке гексагонального нитрида бора BN, зависит от взаимной ориентации кристаллических направлений BN и графена (соразмерности или несоразмерности их решеток). Кристаллическая подложка вызывает деформацию решетки графена, изменяя его электронные свойства. Этот эффект может найти применение для создания графеновых полупроводниковых приборов. Источник: physicsworld.com

Звуковой «пинцет»

C.E.M. Demore (Институт медицинских наук и технологий, Университет Данди, Великобритания) и др. разработали и продемонстрировали методику перемещения микроскопических частиц с помощью ультразвуковых пучков специальной конфигурации. Ранее подобная методика, названная “tractor beam ”, была реализована с использованием световых лучей. Источники: Phys. Rev. Lett. 112 174302 (2014), physicsworld.com

Радиоизлучение звезд

С помощью радиотелескопа VLA (шт. Нью-Мексико, США) впервые зарегистрировано радиоизлучение, возникающее в результате свободно-свободных переходов в оптически толстой горячей плазме, от звезд τ Cet, η Cas A и 40 Eri A, которые по своим характеристикам очень похожи на наше Солнце. Ранее от звезд уже регистрировалось радиоизлучение других типов, например, от вспышек. Источник: arXiv:1405.2341 [astro-ph.SR]

Квантовое туннелирование и эффект Ааронова – Бома

A. Noguchi и др. выполнили в университете Осаки (Япония) эксперимент, в котором впервые наблюдалось квантовое туннелирование единичной частицы в условиях, когда на ее волновую функцию оказывал влияние эффект Ааронова – Бома. Изучалось туннелирование иона кальция в линейной ловушке Пеннинга в магнитном поле. Измеренная в эксперименте вероятность туннелирования испытывала осцилляции по мере увеличения величины магнитного поля — как и ожидались с учетом эффекта Ааронова – Бома. Источники: Nature Communications 5 3868 (2014), www.sciencedaily.com

Распад бозона Хиггса на нерегистрируемые частицы

Коллабораций ATLAS на Большом адронном коллайдере получены новые ограничения на вероятность распада бозонов Хиггса, рождавшихся совместно с Z-бозонами, на частицы, которые не регистрируются имеющимися детекторами, но уносят импульс и энергию. Такими частицами могли бы быть, например, частицы темной материи (скрытой массы). Получено, что вероятность распада на нерегистрируемые частицы не превышает 75%, и данные эксперимента полностью согласуются с предсказанием Стандартной модели элементарных частиц. Источник: Phys. Rev. Lett. 112 201802 (2014)

Проверка принципа эквивалентности с помощью атомного интерферометра

D. Schlippert (Университет Вильгельма Лейбница, Германия) и др. впервые сравнили время свободного падения атомов двух различных элементов в атомном интерферометре. Интерференция и сдвиг фаз волновых функций ультрахолодных атомов измерены в случае атомов калия и рубидия. Эти измерения позволили подтвердить принцип эквивалентности (универсальность ускорения свободного падения) с точностью ≈10-7. Ранее подобные измерения выполнялись лишь с различными изотопами одного элемента. Источник: Phys. Rev. Lett. 112 203002 (2014)

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