Новости физики в Интернете


Проверка лоренц-инвариантности

В проектах теорий, призванных объединить общую теорию относительности и Стандартную модель (например, в теориях струн), часто имеет место нарушение лоренц-инвариантности, которое может выражаться в зависимости скорости света от направления. Нарушение ожидается вблизи планковской энергии, однако его следствия в подавленном виде должны проявляться и на меньших энергиях. Эксперименты по проверке лоренц-инвариантности, начиная с эксперимента Майкельсона – Морли, пока подтверждают лоренц-инвариантность. В новом эксперименте M. Nagel (Берлинский университет имени Гумбольдта, Германия) и др. достигнута рекордная на сегодня точность ≈ 10-18, с которой нарушения могли бы быть заметны уже при ≈ 100 ГэВ. Сравнивались частоты электромагнитных колебаний в двух резонаторах — кристаллах сапфира, ориентированных под прямым углом друг к другу. Кристаллы помещались в вакуумную камеру, охлаждаемую с внешней стороны жидким гелием. Стабильность частоты ограничивалась влиянием внешних магнитных полей на магнитные примеси в кристаллах. Установка вращалась с периодом 100 секунд. Если бы скорость света зависела от направления, то при вращении возникали бы периодические сдвиги частот в резонаторах и сдвиги частоты биений в суммарном сигнале. Проанализированы данные, накопленные в течение года выполнения эксперимента. С относительной точностью (9,2 ± 10,7)×10-19 сдвига частот не обнаружено. Это ограничивает параметры, отвечающие за возможное нарушение лоренц-инвариантности. Для разных параметров полученные ограничения в 4-20 раз лучше, чем в предшествующих экспериментах. Источник: Nature Communications 6 8174 (2015)

Очищение квантовой запутанности

Очищение квантовой запутанности (entanglement distillation) в будущем может стать важным элементом в квантовых коммуникациях и вычислениях. Эта процедура заключается в том, что из большого ансамбля слабо запутанных квантовых состояний выделяется меньшая подсистема с сильной запутанностью. Группой исследователей, включающей учёных из Российского квантового центра в Сколково, МФТИ (ГУ) и ФИАН им. П.Н. Лебедева, эффект очищения квантовой запутанности продемонстрирован для ЭПР-пар фотонов. Один из фотонов ЭПР-пары, полученной в нелинейном кристалле, смешивался со вспомогательным фотоном в светоделительной пластине и затем оба фотона ЭПР-пары регистрировались методом синхронного детектирования. Этот способ очищения запутанности, известный под названием «квантовый катализ», ранее предложили А.И. Львовский и J. Mlynek. Важно, что производилось очищение непрерывных квантовых переменных (квадратур поля), что дало ряд преимуществ по сравнению со случаем дискретных переменных. Методика эксперимента позволила восстановить уровень запутанности после его уменьшения в 20 раз при прохождении фотонов по каналу с потерями. Источник: Nature Photonics 9 764 (2015)

Перемещение субмикронных частиц замедленным светом

M.G. Scullion (Университет Йорка, Великобритания) и др. разработали методику перемещения диэлектрических частиц по поверхности фотонного кристалла с использованием замедленного света. Кристалл представлял собой треугольный массив отверстий в кремниевой пластине. Групповая скорость света в нём была в 20 раз меньше, чем в вакууме. Частицы перемещались под влиянием ближнего (evanescent) поля электромагнитной волны, причём замедленный свет оказывает на частицы большую силу, чем обычный. За перемещениями частиц следили по их флуоресцентному излучению, и типичная измеренная скорость частиц составляла 5 мкм с-1 при мощности излучения 2,5 мВт. Данная методика может оказаться полезной для манипуляции микроскопическими объектами, в том числе, в микробиологии. Источник: Optica 2 816 (2015)

Наблюдение когерентных квантовых состояний в белках

Почти 50 лет назад H. Frohlich предсказал, что колебания молекул белков могут становиться упорядоченными и конденсироваться в процессе, который напоминает конденсацию Бозе – Эйнштейна. Части молекул при этом ведут себя как группа связанных осцилляторов, которые могут конденсироваться в низкочастотную моду. G. Katona (Гётеборгский университет, Швеция) и его коллеги получили первое экспериментальное подтверждения этого эффекта в белковом кристалле. Исследовался энзим лизоцим, полученный из белка куриного яйца и подвергнутый кристаллизации. Образец облучался терагерцевым излучением и наблюдался методом рентгеновской кристаллографии. Поглощение электромагнитного излучения частотой 0,4 ТГц вызывало структурные изменения в кристалле — коллективные возбуждения участков молекул белка. При этом время затухания возбуждений было на 3-6 порядков больше, чем в случае обычной тепловой релаксации. Этот эффект успешнее всего объясняется конденсацией по механизму H. Frohlich. Источник: Struct. Dyn. 2 054702 (2015)

Ограничение на межгалактические магнитные поля по гамма-излучению блазаров

Межгалактические магнитные поля пока не измерены, и существуют лишь ограничения на их возможные величины 10-16 Гс < B < 10-9 Гс. Одним из перспективных методов изучения магнитных полей является поиск их влияния на движение e+ и e- в электромагнитных каскадах, создаваемых первичным гамма-излучением блазаров (класс галактик с активными ядрами) при взаимодействии с межгалактическим фоновым излучение. J.D. Finke (Военно-морская исследовательская лаборатория, США) и др. сопоставили спектры пяти блазаров, полученные на больших энергиях наземными детекторами, с их низкоэнергетическими спектрами, которые были измерены телескопом им. Э. Ферми. Магнитные поля малой величины исключены из требования, чтобы каскадное гамма-излучение, генерируемое e± при обратном комптоновском рассеянии на реликтовых фотонах, не превышало величин, измеренных телескопом им. Э. Ферми. Таким путём удалось получить ограничение: B > 10-19 Гс при длине когерентности > 1 Мпк на уровне достоверности 5 σ. Ранее B уже было ограничено снизу другим косвенным методом по отсутствию наблюдаемых гамма-гало вокруг блазаров — B> 10-16 Гс. Источник: arXiv:1510.02485 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Квантовая запутанность ансамбля частиц при комнатной температуре

P.V. Klimov (Чикагский и Калифорнийский университеты, США) и др. смогли перевести в квантово-запутанное состояние большой ансамбль из 1000 частиц. Кубиты были реализованы на основе спиновых состояний электрон-нуклонных пар в дефектах, созданных в подложке из SiC. В максимально запутанные состояния Белла кубиты переводились с помощью комбинации лазерных, ИК- и микроволновых импульсов и магнитного поля и оставались в когерентном состоянии около 300 нс при комнатной температуре. Квантовая запутанность ансамбля кубитов была подтверждена с помощью метода квантовой томографии. Источник: Science Advances 1 e1501015 (2015)

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