Новости физики в Интернете


Проверка сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда является одним из базовых физических принципов и проверен во множестве экспериментов. Тем не менее, нельзя исключать, что в некоторых очень редких процессах электрический заряд не сохраняется. В эксперименте Borexino в Национальной лаборатории Гран Сассо (Италия), основной задачей которого является регистрация солнечных нейтрино, выполнен поиск возможного несохранения заряда за счет распада электронов на нейтрино и фотоны e- → γ+νe в атомах жидкого органического сцинтиллятора. Испускаемые при распадах γ с энергиями 256 кэВ могли бы взаимодействовать с электронами в веществе сцинтиллятора и вызывать вспышки света, регистрируемые фотоумножителями. По данным, накопленным в течение 408 дней, распадов e- на достигнутом уровне точности не зарегистрировано, но из отсуствия наблюдаемых событий было получено новое ограничение >6,6×1028 лет на время жизни e- в процессе e- → γ+νe. Это ограничение на два порядка лучше, чем было получено в 1998 г. в эксперименте, который предшествовал Borexino. О проверке закона сохранения электрического заряда см. также в статье Л.Б. Окуня в УФН 158 293 (1989). Источник: Phys. Rev. Lett. 115 231802 (2015)

Гамма-спектроскопия ядер 4ΛHe

Зарядовая симметрия, утверждающая, что сильное взаимодействие в атомных ядрах не зависит от заряда нуклонов, имеет большое значение для свойств многих ядер, но является приближенной симметрией. Измеренная в экспериментах разность энергий связи ядер 3H и 3He, обусловленная нарушением зарядовой симметрии, хорошо соответствует результатам расчетов. Однако в случае гиперядер 4ΛHe и 4ΛH, в состав которых входят Λ-гипероны, эксперимент дает в три раза большую величину, чем предсказано теоретически. Чтобы выяснить, насколько статистически значимым является это расхождение, были желательны новые эксперименты. Коллаборацией J-PARC E13-1st методом гамма-спектроскопии выполнено исследование переходов 1+ → 0+ между уровнями ядер 4ΛHe, рождавшихся в реакциях 4He(K--)4ΛHe. Оказалось, что эффект нарушения зарядовой симметрии существенно зависит от спинов, он является относительно большим для состояния 0+, но малым для 1+. Сравнение полученной в данном эксперименте разности энергий 1406 ± 2(стат.) ± 2(сист.) кэВ уровней 1+ и 0+ в ядре 4ΛHe с выполненными ранее аналогичными измерениями для 4ΛH подтвердило расхождение экспериментальных данных с существующими теоретическими расчетами. Источник: Phys. Rev. Lett. 115 222501 (2015)

Низковольтный туннельный полевой транзистор

В настоящее время достигнут предел, когда дальнейшая миниатюризация обычных полевых транзисторов затруднительна из-за ухудшения их характеристик. Кроме того, рабочее напряжение транзистора нельзя уменьшить путем уменьшения его размеров. Перспективным представляется разработка транзисторов, работающих на новых принципах, например, с использованием эффекта квантового туннелирования. D. Sarkar (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, США) и др. изготовили туннельный полевой транзистор, имеющий рабочее напряжение 0,1 В и среднее значение обратной логарифмической крутизны 31,1 мВ на декаду на протяжении четырех порядков изменения тока канала при комнатной температуре, причем минимальное значение составило всего 3,9 мВ на декаду. Этого результата удалось достичь путем создания канала из MoS2 в виде бислоя толщиной 1,3 нм на слое допированного германия, служащем истоком. Полученная гетероструктура имеет рекордно тонкий туннельный зазор и большую площадь туннельного контакта. Транзистор работает за счет квантового туннелирования электронов из валентной зоны германия в зону проводимости MoS2. Под влиянием приложенного к затвору управляющего напряжения происходит относительное смещение этих зон и, соответственно, изменяется туннельный ток. Для изготовления транзистора применялись методы электронно-лучевой литографии и химического осаждения из газовой фазы. Ранее уже создавались туннельные полевые транзисторы на основе графена, однако в них не было указанного выше межзонного туннелирования и поэтому не удалось получить обратную логарифмическую крутизну менее 60 мВ на декаду. Диссипация энергии в новом транзисторе на 90% меньше, чем у обычных транзисторов, что делает новую технологию очень экономичной и перспективной для применений в микроэлектронике. Источник: Nature 526 91 (2015)

Вихри в гранулированной среде

G. Combe (Лаборатория 3SR в Гренобле, Франция) и др. исследовали статистические свойства частиц гранулированной среды и установили, что флуктуации скоростей частиц среды в некоторых случаях имеют характер вихрей, напоминающих турбулентные вихри в жидкости. В качестве исследуемой среды был выбран квазидвумерный массив из деревянных дисков различного диаметра от 3 до 30 мм, заключенных между двумя прозрачными пластинами. С помощью фотосъемки изучалось пространственное перераспределение дисков под влиянием нарастающего давления при внешнем сжатии среды. Помимо наблюдения вихрей, впервые была подтверждена предсказанная C. Tsallis и D.J. Bukman зависимость α=2/(3-q) между величиной показателя степени α в законе смещения частиц среды ⟨x2⟩ ∝ tα и величиной q, характеризующей статистическое распределение частиц, и был прослежен переход от режима аномальной диффузии к броуновскому поведению. Источник: Phys. Rev. Lett. 115 238301 (2015)

Магнитные структуры вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Галактики

M.D. Johnson (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, США) и др. с помощью прототипа «Телескопа для горизонта событий» (Event Horizon Telescope) выявили упорядоченные магнитные структуры вблизи горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. Телескоп для горизонта событий представляет собой систему радиотелескопов, расположенных на разных континентах Земли и работающих как единый радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Описываемые наблюдения выполнены на длине волны 1,3 мм с помощью четырех телескопов системы, а к 2020 г. планируется увеличить их число до 13. Были пространственно разрешены области поляризованного излучения с масштабами ∼40 угл. мкс, что соответствует примерно шести гравитационным радиусам черной дыры. Наличие таких областей говорит о существовании на этом масштабе пространственно-упорядоченного магнитного поля, в котором наблюдаемое радиоизлучение генерируется электронами по синхротронному механизму, причем характеристики излучения соответствуют величине магнитного поля в несколько десятков Гс. Также была зарегистрирована переменность радиосигнала на интервалах времени меньше часа. Упорядоченное магнитное поле во внутренней части аккреционного диска могло возникнуть за счет его вытягивания в тороидальную конфигурацию или, в другой модели, за счет аккумуляции магнитного потока у горизонта событий. Источник: Science 350 1242 (2015)


Новости не опубликованные в журнале


Новая фаза водорода под давлением более 325 Гпа

P. Dalladay-Simpson, R.T. Howie и E. Gregoryanz выполнили эксперимент по сжатию водорода в алмазной наковальне и обнаружили методом рамановской спектроскопии, что при давлении более 325 Гпа при температуре 300 К водород H2 и HD переходит в новую фазу V. Эта фаза может являться предшественницей атомарного металлического водорода, который пока достоверно не обнаружен, но, согласно теоретическим ожиданиям, существует при больших давлениях. Источник: Nature 529 63 (2016)

Новый тип магнитосопротивления

S. Velez (CIC nanoGUNE, Испания) и др. продемонстрировали в своем эксперименте появление нового типа магнитосопротивления в тонких пленках Pt и Ta. Этот эффект, предсказанный теоретически М.И. Дьяконовым в 2007 г., основан на том, что при определенных условиях аккумуляция спинов по механизму Холла у поверхности пленок в магнитном поле становится менее эффективной, что ведет к увеличению электрического сопротивления. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 016603 (2016)

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