Новости физики в Интернете


Рождение пионов в аргоне под влиянием нейтрино

Коллаборацией ArgoNeuT в Национальной лаборатории им. Э. Ферми (США) впервые измерены сечения рождения пионов при когерентном рассеянии мюонных нейтрино и антинейтрино на ядрах аргона в процессах с участием заряженных токов. Когерентное рассеяние происходит сразу на всём ядре, а не на отдельных нуклонах в его составе. Изучались реакции νμ+Ar → μ-++Ar и анти-νμ+Ar → μ+-+Ar с малой передачей энергии ядрам Ar, когда после рождения π± состояния ядер не изменялись. Нейтрино из пучка проходили через емкость с жидким аргоном, и рождавшиеся при взаимодействиях заряженные частицы ускорялись электрическим полем и регистрировались проволочным детектором. С помощью ряда критериев селекции среди множества событий было выделено по несколько указанных выше реакций. Получено, что сечение рождения пионов составляет 2,6+1,2-1,0(стат.)+0,3-0,4(сист.) × 10-38 см2 для νμ с энергией 9,6 ГэВ и 5,5+2,6-2,1(стат.)+0,6-0,7(сист.) × 10-39 см2 для анти-νμ при 3,6 ГэВ. Измеренное сечение для анти-νμ хорошо согласуется с расчётами D. Rein и L.M. Sehgal, а в случае νμ результат отличается от теоретической величины примерно на 1,2 σ. Источник: Phys. Rev. Lett. 113 261801 (2014)

Измерение кривизны гравитационного поля

G. Rosi (Университет Флоренции и Национальный институт ядерной физики, Италия) и др. измерили кривизну гравитационного поля, используя одновременно три атомных интерферометра. Ранее та же группа выполнила аналогичный эксперимент с двумя интерферометрами, в котором был измерен градиент поля. Измерение поля сразу в нескольких местах позволяет вычесть общие помехи от вибрации и повысить точность результата. Идею подобных экспериментов предложили J.M. Mc Guirk и др. в 2001 г. В новом эксперименте три облачка ультрахолодного газа 87Rb подбрасывались в вертикальной трубке на различные высоты. Верхняя половина трубки была окружена грузами из сплава вольфрама с общей массой 516 кг, создающими дополнительную неоднородность гравитационного поля. Вблизи верхних точек траекторий сгустки газа облучались серией лазерных импульсов, направленных вверх и вниз вдоль трубки. При этом часть атомов поглощала и сразу излучала фотоны, совершая двухфотонные рамановские переходы, и полученный атомами дополнительный импульс приводил к смещению верхней точки траектории и, соответственно, к сдвигу фазы по отношению к атомам, не поглощавшим фотоны. Интерференционная картина, наблюдаемая с помощью флуоресцентного излучения атомов, позволила измерить гравитационное поле на трёх высотах и определить его кривизну. Полученные результаты хорошо соответствуют теоретическим расчётам структуры поля, создаваемого Землей и дополнительной массой. Похожая методика может быть использована для уточнения величины гравитационной константы и может найти применения в поиске полезных ископаемых по вариациям гравитационного поля Земли над месторождениями. Источник: Phys. Rev. Lett. 114 013001 (2015)

Квантование проводимости для потока нейтральной материи

Ранее в экспериментах уже наблюдалось квантование электрической проводимости, определяющей поток заряженных частиц. T. Esslinger (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха) и его коллеги впервые наблюдали квантование проводимости (пропускной способности) тонкого канала для потока нейтральных атомов. Сначала в магнитооптической ловушке было создано вытянутое облачко ультрахолодного (T = 42 нK) вырожденного ферми-газа, состоящее из ≈ 105 атомов 6Li. C помощью лучей лазера, проходящих через специальную маску и микроскоп, облачко разделялось на две части, соединённые каналом шириной 1,5 ± 0,3 мкм. Эта ширина была меньше фермиевской длины волны (2 мкм), поэтому достигался режим единичных поперечных мод проводимости, и можно было наблюдать её квантование. Ещё один лазер создавал дополнительный отталкивающий потенциал, изменяя проводимость канала. Две части облачка содержали различное число атомов, и разность химических потенциалов δμ вызывала поток атомов через канал I = Gδμ, где G — проводимость. Проводимость определялась по скорости изменения числа атомов в двух частях облачка. По мере увеличения дополнительного потенциала, проводимость изменялась ступенчатым образом. В области первого плато она равнялась обратной величине постоянной Планка 1/h, как и предсказывает теория Р. Ландауэра. Всего на графике проводимости наблюдалось до трёх плато. Источник: Nature 517 64 (2015)

Непрозрачность железа при высоких температурах

Характер переноса энергии внутри Солнца зависит от состава плазмы и от рассеивающих свойств ионов каждого типа. В настоящее время имеет место расхождение между спектральными наблюдениями фотосферы и наблюдениями акустических осцилляций на Солнце методом гелиосейсмологии. Сопоставление этих данных показывает, что непрозрачность вещества Солнца примерно на 15 % выше, чем предсказывает теория. J.E. Bailey (Sandia National Laboratories, США) и др. впервые выполнили прямые измерения непрозрачности железа при температурах Te = 1,9-2,3 млн. К и концентрациях электронов ne = (0,7-4,0) × 1022 см-3, т.е. в условиях, которые близки к условиям в Солнце на границе зон конвекции и лучистого переноса. В установке “Z machine” фольга из железа и магния нагревалась и испарялась мощными рентгеновскими импульсами. Всего в 22-х экспериментах, выполненных за три года, было снято 450 спектров выходящего из плазмы излучения. Измеренная непрозрачность железа оказалась на 30–400 % (в зависимости от длины волны излучения) выше, чем предсказывалось в расчетах. Интегрально это дает примерно половину увеличения общей непрозрачности, необходимого для согласия с данными гелиосейсмологии. Для прояснения природы оставшейся части расхождения необходимо выполнить аналогичные измерения для других элементов. Источник: Nature 517 56 (2015)

Гамма-излучение из центра галактики IC 310

Наблюдение быстрой переменности гамма-излучения из центра галактики IC 310 показало, что размер излучающей области должен составлять менее 20 % радиуса горизонта сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Столь малые масштабы невозможно пока исследовать в прямых наблюдениях, например, с помощью радиолетескопов. Галактика IC 310 находится в созвездии Персея на расстоянии 260 млн. св. лет от Земли. Масса 3+4-2×108M её черной дыры была определена по известной корреляции масс черных дыр с величиной центральной дисперсии скоростей. Наблюдения выполнялись с помощью телескопов MAGIC, расположенных на острове Ла-Пальма. Они регистрируют черенковское излучение от каскадов заряженных частиц, производимых гамма-фотонами в атмосфере. Характерное время удвоения потока в гамма-диапазоне составляло 4,8 минут. Т.к. процессы, генерирующие излучение, не могут распространяться быстрее света, то отсюда следует указанное ограничение сверху на размер излучающей области. В качестве вероятного механизма быстропеременного гамма-излучения рассматривается ускорение частиц электрическим полем в магнитосферной щели у основания релятивистской струи. Данный механизм хорошо известен в случае пульсаров. Источник: Science 346 1080 (2014)


Новости не опубликованные в журнале


Реионизация Вселенной

Согласно новым данным о флуктуациях и поляризации реликтового излучения, полученным с помощью космического телескопа Планк, реионизация водорода во Вселенной началась в то время, когда ее возраст составлял 550 млн. лет, т. е. на 100 млн. лет позже, чем считалось ранее. Реионизация соответствует окончанию так называемых «темных веков» (dark ages) — эпохи после рекомбинации, в которую коротковолновая часть спектра излучения поглощалась нейтральным газом. По окончании темных веков происходило последнее рассеяние фотонов, что оставило след в современных флуктуациях поляризации реликтового излучения. Реионизация могла бы быть объяснена излучением первых галактик, которые начали формироваться спустя 300-400 лет после Большого взрыва. Однако мощности их излучения было недостаточно для начала реионизации через 450 млн. лет после Большого взрыва, и поэтому обсуждались альтернативные источники энергии для реионизации. При сдвиге начала реионизации на 550 млн. лет эта проблема в значительной мере смягчается, и излучение первых галактик становится наиболее вероятной причиной реионизации. Источники: physicsworld.com, arXiv:1502.01589 [astro-ph.CO]

Постоянство фундаментальных констант

Путем наблюдения на телескопе VLT линий поглощения в спектре квазара J1443+2724, имеющего красное смещение z=4.42, удалось ограничить возможное непостоянство отношения массы электрона к массе протона на уровне ≈ 10-6 (относительное изменение по сравнению с современным значением). Этот верхний предел на порядок слабее ограничения, которое было получено ранее из наблюдений линий метанола в ближней Вселенной, но зато оно относится к той эпохе, в которую Вселенная была в 10 раз моложе. Источники: Phys. Rev. Lett. 114 071301 (2015), physicsworld.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