Новости физики в Интернете


Прямое измерение магнитного момента протона

A. Mooser и его коллеги выполнили в университете г. Майнц (Германия) прямое измерения магнитного момента протона μp с рекордной на сегодняшний день точностью. До этого самые точные измерения μp выполнялись косвенным методом — путём анализа спектров водородных мазеров в магнитном поле. В новом эксперименте применялась двойная ловушка Пеннинга. Измерение спинового состояния протона выполнялось в области с магнитной неоднородностью, затем протон перемещался в часть ловушки с однородным магнитным полем, где измерялась циклотронная частота вращения протона вокруг оси ловушки и ларморовская частота прецессии под влиянием радиочастотного поля. Отношение этих частот содержит информацию о μp. Ранее похожая методика уже применялась для измерения магнитных моментов электронов и позитронов. Измеренная величина μp составляет μp = 2,792847350(9)μN, где μN = eh/(4πmp) — ядерный магнетон. Точность данного результата в 760 раз превосходит точность выполненных ранее аналогичных прямых измерений в двойных ловушках Пеннинга и в три раз выше, чем в косвенном методе. Когда подобные высокоточные измерения будут выполнены с антипротонами, станет возможной ещё одна проверка CPT-теоремы, из которой следует равенство магнитных моментов частиц и их античастиц. Источник: Nature 509 596 (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, 39K и 87Rb, в атомном интерферометре и подтвердили принцип эквивалентности (универсальность ускорения свободного падения) с точностью ≈ 10-7. Ранее подобные измерения выполнялись лишь с различными изотопами одного элемента, но для проверки эйнштейновского принципа эквивалентности отличие в составе ядер имеет принципиальное значение. В новом эксперименте пучки атомов 39K и 87Rb одновременно начинали падать в магнитооптической ловушке. При рассеянии света лазера каждый из пучков расщеплялся на два интерферирующих пучка. Из интерференционной картины, наблюдавшейся по флуоресцентному излучению атомов, был получен гравитационный сдвиг фаз, который зависит от ускорений свободного падения gK и gRb атомов 39K и 87Rb, соответственно. Параметр Этвеша η = 2(gRb-gK)/(gRb+gK) ограничен на уровне η = (0,3 ± 5,4) × 10-7. Данные измерения служат проверке некоторых из теорий, которые предсказывают нарушение эйнштейновского принципа эквивалентности. В атомных интерферометрах изучаются квантовые эффекты, поэтому, несмотря на меньшую точность, такие эксперименты являются важным дополнением к классическим измерениям на основе крутильных маятников. Источник: Phys. Rev. Lett. 112 203002 (2014)

Сверхизлучение в конденсате Бозе-Эйнштейна

P. Engels (Вашингтонский государственный университет, США) и др. продемонстрировали в эксперименте с конденсатом Бозе-Эйнштейна аналог эффекта сверхизлучения, предсказанного Р. Дике в 1954 г. В оригинальном виде этот эффект заключается в том, что ансамбль атомов, имеющих два уровня энергии и взаимодействующих друг с другом посредством поля излучения, может испытывать коллективные спонтанные переходы и излучать когерентно (см. обзор в УФН 131 653 (1980)). Эффект сверхизлучения недавно наблюдался в эксперименте с бозе-эйнштейновском конденсатом в оптической полости. C. Zhang предсказал теоретически, что похожий эффект суперрадиации имеет место в случае спин-орбитального взаимодействия во внешнем потенциале. P. Engels и др. реализовали этот вариант в бозе-эйнштейновском конденсате атомов 87Rb. В их эксперименте связь между двумя спиновыми состояниями и состояниями движения атомов в ловушке устанавливалась с помощью рамановских лазеров по методу “raman dressing”. Облачко атомов наблюдалось по поглощению им света на стадии свободного разлета после магнитной сепарации спинов (как в опыте Штерна-Герлаха). Путём измерения различных характеристик облачка, в том числе его квадрупольных колебаний, было подтверждено, что при изменении величины рамановской связи конденсат действительно испытывал фазовый переход в состояние сверхизлучения в соответствии с теорией Р. Дике. Поведение облачка атомов описывается уравнением Гросса-Питаевского, и сравнение данных эксперимента с расчётами показало отличное согласие. Источник: Nature Communications 5 4023 (2014)

Управление плазмонами в графене

P. Alonso-Gonzalez (Центр совместных исследований в нанонауках, Испания) и др. продемонстрировали новую методику направленной генерации и управления плазмонами в графене с помощью дипольных резонансных антенн длиной около 3 мкм. Плазмоны в графене (поверхностные плазмон-поляритоны) представляют собой связанные состояния фотонов и зарядов. Антенны, изготовленные из золота и находящиеся в контакте с графеном, поглощали фотоны поляризованного света и создавали ближнее оптическое поле, под влиянием которого в графене рождались плазмоны с длиной волны, в несколько раз меньше размера антенны. Использование таких антенн для возбуждения плазмонов много проще, чем применявшийся ранее для этой цели микроскоп ближнего поля. Была исследована рефракция плазмонов при их прохождении через неоднородность проводимости. Этот эффект открывает принципиальную возможность управления плазмонами. В будущей оптоэлектронике плазмоны могут стать связующим звеном между оптическими и электронными сигналами. Об оптических наноантеннах см. в УФН 183 561 (2013). Источник: Science 344 1369 (2014)

Магнитное поле вблизи сверхмассивных черных дыр

Исследователи из Берклиевской национальной лаборатории (США) и Института астрономии Общества им. М. Планка (Германия) на основе систематических радионаблюдений 76 галактик радиотелескопом VLBA подтвердили, что величина магнитного поля вблизи сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик столь велика, что силы, оказываемые магнитными полями на плазму, сравнимы с силами гравитационного притяжения черных дыр. Таким образом, магнитное поле может быть важным или даже определяющим фактором динамики аккрецируемой плазмы в ядрах галактик. Судя по всему, магнитные поля ответственны за формирование релятивистских струй (джетов), исходящих из центров активных галактик, поэтому по характеру радиоизлучения джетов можно изучать магнитные поля. В описываемой работе величина магнитного поля была рассчитана, исходя из данных о положении особенностей на карте радиоизлучения джетов на разных частотах. Полученные результаты хорошо согласуются с численными моделями аккреции, разработанными А. Чеховским (Берклиевская лаборатория) и его коллегами. Источник: Berkeley Lab News Center


Новости не опубликованные в журнале


Рождение Z-бозонов в p-Pb-столкновениях

В эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере впервые наблюдалось рождение промежуточных Z-бозонов при столкновениях протонов с ядрами свинца. Изучение этих реакций важно для понимания свойств кварк-глюонной плазмы и структуры нуклонов. Источники: LHCb experiment, arXiv:1406.2885 [hep-ex]

Наблюдение колебаний отдельных молекул

S. Yampolsky (Калифорнийский университет в Ирвайне, США) и др. методом анти-стоксова комбинационного рассеяния впервые наблюдали в реальном времени тепловые колебания единичной молекулы. Друг относительно друга колебались две части органической молекулы, соединенные химической связью C=C, которая играла роль пружины. Молекула была помещена между двумя золотыми сферами диаметром ≈ 100 нм, которые служили наноантеннами, рассеивая излучение. Путем облучения периодическими фемтосекундными импульсами молекула наблюдалась на различных фазах процесса ее колебаний. Наблюдавшиеся флуктуации фазы могут объясняться переходом молекулы между разными колебательными уровнями. Источники: Nature Photonics 8 650 (2014), arXiv:1402.4904 [physics.chem-ph]

Воздушное оптоволокно

N. Jhajj (Мэрилендский университет, США) и др. продемонстрировали новую методику создания в воздухе оптического канала для передачи по нему световых сигналов. Четыре параллельных луча лазера нагревали воздух, изменяя его показатель преломления и создавая конфигурацию, аналогичную структуре оптоволокна. В поперечном сечении внутри образуемого лучами квадратного оптоволокна показатель преломления воздуха был больше, чем у «стенок». По этому каналу удалось передать оптический сигнал на расстояние 70 см., но в будущем планируется усовершенствовать методику для передачи сигналов на большие расстояния. Источники: Phys. Rev. X 4 011027 (2014), www.sciencedaily.com

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