Новости физики в Интернете


Поиск новой физики на LHC

В экспериментах CMS и ATLAS, выполняемых на Большом адронном коллайдере (LHC), ведётся поиск редких процессов за пределами Стандартной модели элементарных частиц. Cреди продуктов pp-столкновений с энергиями в системе центра масс 8 ТэВ отбирались и исследовались те события, в которых есть адронные струи и лептон-антилептонные пары l анти-l (e+e- или μ+μ-), а также зафиксирован «потерянный» поперечный импульс, т.е. дисбаланс между суммарным измеренным импульсом продуктов реакции и начальным импульсом pp. Дополнительный импульс мог бы уноситься нерегистрируемыми в эксперименте слабовзаимодействующими частицами. В частности, проверялись модели суперсимметрии с рождением Z-бозонов при распадах скварков и глюино. Для канала рождения пары l анти-l при распаде одного Z-бозона ATLAS получил небольшое, на уровне 3 σ, отклонение от расчётов в рамках Стандартной модели. Это отклонение, если оно действительно имеет место, может означать проявление эффектов суперсимметрии. В случае независимого рождения лептонов l и анти-l отклонений не зафиксировано. В эксперименте CMS, наоборот, для процесса Z → l анти-l отклонений нет, а во втором случае отмечено превышение сигнала над фоном на уровне 2,6 σ. Поскольку отклонения от Стандартной модели имеют малую статистическую значимость, и данные двух экспериментов расходятся, говорить об обнаружении новой физики пока рано, и требуются дальнейшие исследования. Источники: arXiv:1502.06031 [hep-ex], arXiv:1503.03290 [hep-ex]

Квантовая телепортация двух свойств частицы

Эффект квантовой телепортации уже был продемонстрирован в ряде экспериментов, однако ранее передавалось состояние только одной квантовой степени свободы частицы. Исследователи из Научно-технического университета (г. Хэфэй, Китай) впервые выполнили квантовую телепортацию одновременно двух степеней свободы единичного фотона, а именно, его спинового состояния и орбитального углового момента. В эксперименте использовались три пары фотонов в квантово-запутанных состояниях. Одна из пар была «гиперзапутана» (hyper-entangled), т.е. запутана как по состояниям поляризации, так и по состояниям орбитального углового момента фотонов. Эта пара служила квантовым каналом телепортации, а другие пары использовались для измерения и подготовки квантовых состояний. Результаты измерений, произведённых над начальным фотоном (состояние которого телепортировалось) совместно с измерением состояния одного из двух фотонов гиперзапутанной пары, передавались получателю по классическому каналу. С помощью этой информации получатель мог перевести второй фотон гиперзапутанной пары в квантовое состояние начального фотона, т.е. происходила телепортация. Квантовая точность (fidelity) уверенно превышала классический уровень, что свидетельствовало об успешности телепортации. Возможно, что квантовая телепортация сразу нескольких свойств найдёт полезные практические применения в квантовой коммуникации и квантовых вычислениях. Источник: Nature 518 516 (2015)

Наблюдение корпускулярно-волнового дуализма квазичастиц

L. Piazza (Федеральная политехническая школа Лозанны, Швейцария) и др. выполнили наблюдение волновых и корпускулярных свойств квазичастиц в одном и том же эксперименте. Исследовались поверхностные поляритоны (ПП) в металлической нанопроволоке, помещённой на графеновую подложку, которая служила для отвода тепла. ПП представляют собой поверхностные электромагнитные волны, связанные с колебаниями зарядов. Подобно обычным частицам, эти квазичастицы обладают корпускулярно-волновым дуализмом. Нанопроволока освещалась лучом лазера, который генерировал ПП, разбегающиеся в разные стороны. Отразившись от концов нанопроволоки ПП образовывали вдоль неё стоячую волну, структура которой наблюдалась по рассеянию пучка электронов. В то же время, каждое индивидуальное взаимодействие электрона с ПП происходило как с частицей, и электрон получал дополнительное дискретное приращение энергии ΔE = ± n2πω. В результате, поток рассеянных электронов нес как информацию о пространственной волновой структуре ПП, так и содержал электроны с дискретными приращениями энергии, соответствующими корпускулярным свойствам ПП. Источник: Nature Communications 6 6407 (2015)

Сверхпроводимость MnP под давлением

J.-G. Cheng (Институт физики Китайской академии наук, КНР) и др. впервые обнаружили, что фосфид марганца MnP становится сверхпроводником при температуре ниже ≈ 1 К и давлении около ≈ 8 ГПа. При малых давлениях магнитное поле разрушает куперовские пары, но с ростом давления магнитные свойства ослабевают, что ведет к появлению сверхпроводимости в узкой области фазовой диаграммы вблизи ≈ 8 ГПа, где имеется квантовая критическая точка. Ранее похожий эффект возникновения сверхпроводимости был обнаружен в соединении CrAs, которое так же как и MnP имеет спиральную магнитную структуру. MnP стал первым известным сверхпроводником на основе марганца. Его сверхпроводимость была зарегистрирована по уменьшению электрического сопротивления и изменению магнитной восприимчивости. Близость магнитного и сверхпроводящего состояний в MnP может свидетельствовать о нестандартном механизме спаривания электронов за счёт квантовых спиновых флуктуаций. Источник: Phys. Rev. Lett. 114 117001 (2015)

Поиск сигналов от аннигиляции тёмной материи

Карликовые сфероидальные галактики являются перспективными объектами для поиска сигналов от аннигиляции частиц тёмной материи, т.к. в них велико относительное содержание тёмной материи и малы фоновые излучения. С помощью космического гамма-телескопа Fermi-LAT в течение 6 лет исследовались 15 карликовых сфероидов -- спутников нашей Галактики в диапазоне энергий 500 МэВ — 500 ГэВ. Статистически значимого превышения гамма-сигналов от карликовых сфероидов над уровнем фона не обнаружено. Отсюда следует, что для частиц тёмной материи с массой менее 100~ГэВ с каналом аннигиляции в пары кварков b анти-b или лептонов τ+τ- сечение аннигиляции меньше величины ⟨σv⟩≈2,2 × 10-26 см2 с-1, требуемой для теплового рождения этих частиц в ранней Вселенной. Данное ограничение создаёт некоторые трудности для наиболее популярной модели тёмной материи в виде WIMP'ов (слабовзаимодействующих массивных частиц). Однако не исключены модели с каналами аннигиляции в лёгкие лептоны, т.к. в этих случаях ограничения по гамма-излучению слабее. Источник: arXiv:1503.02641 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Управление кубитом с помощью электрического поля

A. Laucht (Университет Нового Южного Уэльса, Австралия) и др. разработали новый эффективный метод управления состояниями кубитов (квантовых битов) с помощью электрического поля. В их эксперименте кубит был представлен атомом фосфора, помещенным на тонкий слой немагнитного изотопа кремния-28. Благодаря отсутствию магнитных помех кубит реагировал только на электрический потенциал электрода. Электрическое поле изменяло форму электронного облака в атоме и тем самым влияло на частоту его электронных переходов (штарковский сдвиг). Это позволяло, изменяя электрический потенциал, настраивать частоты переходов кубита в резонанс с частотой микроволнового излучения. Преимуществом данного метода является большое время когерентности кубита. Источники: Science Advances, www.sciencedaily.com

Ограничения на экзотические бозоны Хиггса

Коллаборациями CDF и D0 выполнен новый анализ данных, полученных на ускорителе Тэватрон, с целью поиска экзотических бозонов Хиггса со спин-четностью, отличной от спин-четности JP=0+ хиггсова бозона Стандартной модели. Свидетельств рождения и распада экзотических хиггсовых бозонов не обнаружено, и на уровне достоверности примерно 5σ исключены модели с JP=0- (псевдоскаляр) и JP=2+ (гравитоноподобный бозон). Источник: Phys. Rev. Lett. 114 151802 (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