Новости физики в Интернете


CP-асимметрия в распадах D0 → K-K+ и D0 → π-π+

В эксперименте LHCb на Большом адронном коллайдере измерена разность CP-асимметрии ΔACP в распадах D0 → K-K+ и D0 → π-π+. Асимметрия ACP в каждом из двух указанных каналов определяется как относительная разность темпа распадов для частиц и соответствующих античастиц. В Стандартной модели ACP выражается через элементы матрицы Кабиббо – Кобаяши – Маскавы. Теоретически ожидаемая величина ΔACP<1%, но точный расчёт затруднён из-за неопределённостей в параметрах теории. Ранее нарушение CP-симметрии было измерено для распадов K- и B-мезонов, однако для чармированных частиц результат остался неоднозначным. В эксперименте LHCb изучались pp-столкновения с энергиями в системе центра масс 7 ТэВ и 8 ТэВ. Для распадов D0 → K-K+ и D0 → π-π+ с лучшей на сегодняшний день точностью получено ΔACP=[-0,10±0,08(стат.)±0,03(сист.)]%, т.е. на достигнутом уровне точности различие величин ACP не выявлено. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 191601 (2016)

Однонаправленное квантовое управление

Две независимые группы исследователей под руководством C.-F. Li (Научно-технический университет Китая) и G. Pryde (Университет Гриффита, Австралия) продемонстрировали эффект однонаправленного квантового управления Эйнштейна – Подольского – Розена (EPR steering) в экспериментах с кубитами на основе фотонных пар. Концепция управления была введена Э. Шредингером применительно к редукции волновой функции удаленной системы. Эффект однонаправленного управления возникает в том случае, когда по измерениям состояния одной из двух квантово-запутанных частиц можно сделать вывод о состоянии второй, а обратное невозможно: измерение состояния второй частицы не позволяет узнать состояние первой. Эффект однонаправленного управления, впервые продемонстрированный в работе D.J. Saunders и др. в 2010 г., ранее наблюдался лишь в случае ограниченного класса гауссовых состояний. Однако для практического применения одних только гауссовых состояний недостаточно, и в двух новых экспериментах изучался более широкий класс состояний, включающий вернеровские состояния фотонов. Было проверено нарушение «неравенств управления», доказывающих асимметрию. Асимметричная нелокальность может найти применение в устройствах квантовой коммуникации, когда верификация возможна лишь для одного направления передачи данных. Источники: Phys. Rev. Lett. 116 160403 (2016), Phys. Rev. Lett. 116 160404 (2016)

Проектирование сверхпроводников с заданными свойствами

Высокотемпературные сверхпроводники способны проводить большой ток без тепловых потерь, но максимальный (критический) ток без потерь ограничен из-за движения сверхпроводящих вихрей и практически полностью определяется пиннингом сверхпроводящих вихрей на дефектах. Распределение дефектов в образцах во многих случаях удается целенаправленно изменять, что открывает перспективы создания сверхпроводников с заданными характеристиками. Однако, проблемой является сложный характер взаимодействия вихрей с дефектами, который трудно заранее предсказать в аналитических расчетах. И.А. Садовский (Аргоннская национальная лаборатория, США) и др. разработали новый подход к проектированию сверхпроводников с заданными свойствами, основанный на компьютерном моделировании взаимодействия вихрей и дефектов с учётом экспериментально известных свойств сверхпроводников. Моделировалась нестационарная динамика вихрей при их рассеяниях на дефектах в рамках теории Гинзбурга – Ландау. Результаты расчётов, производимых на графических процессорах, сравнивались с экспериментальной угловой зависимостью критического тока в образцах из REBa2Cu3O7-δ, где RE - редкоземельный элемент, с двумя наборами дефектов. В первом случае использовался образец с химически синтезированным массивом наностержней из цирконида бария. Во втором случае, первый образец был дополнительно облучён тяжёлыми ионами свинца, оставляющими сквозные треки под углом к существующим дефектам. Получено хорошее количественное согласие результатов вычисления и экспериментальных данных, что стало успешной проверкой нового подхода. В частности, подтверждён вывод о том, что вклад дефектов не является аддитивным. В будущем подобные компьютерные расчеты будут использованы для вычисления оптимальной концентрации и типов дефектов для максимизации критического тока в сверхпроводнике. После чего, на основе данных расчетов будут синтезированы образцы с заданными свойствами. Источник: Advanced Materials, онлайн-публикация от 31 марта 2016 г.

Полуцелый полный угловой момент фотона

Сотрудники Тринити-колледжа (Дублин, Ирландия) K.E. Ballantine, J.F. Donegan и P.R. Eastham выполнили эксперимент, в котором продемонстрировано, что полный угловой момент фотона (комбинация спинового и орбитального угловых моментов) в некоторых случаях может принимать полуцелые значения в единицах постоянной Планка h/(2π). Это объясняется тем, что при уменьшении размерности системы может меняться характер квантования электромагнитного поля. Ранее похожий эффект наблюдался применительно к электронам в квазидвумерных системах. В описываемом эксперименте исследовались фотоны в луче света, в котором вектор поляризации был ограничен плоскостью поперечного сечения луча. Над лучом производились определенные преобразования фазы и поляризации с помощью двухосных кристаллов и призм. Луч пропускался через интерферометр Маха – Цендера для выделения состояний с определёнными угловыми моментами, и фотоны на выходе регистрировались фотодиодом. Наличие фотонов с полуцелыми угловыми моментами установлено по характерному спектру дробного шума в токе фотодиода, который с хорошей точностью соответствовал теоретически предсказанному. Источник: Science Advances 2 e1501748 (2016)

История реионизации Вселенной

С помощью данных по анизотропии реликтового излучения, полученных телескопом Планк, удалось уточнить ход во времени процесса реионизации Вселенной. Около 13 млрд. лет назад во Вселенной произошла повторная ионизация водорода. Вероятной причиной этого процесса было излучение первых звёзд. По данным телескопа Планк найдена величина томсоновской оптической толщи τ=0,058±0,012 — важного параметра, интегрально характеризующего реионизации. Для исследования истории реионизации дополнительно привлекались данные по кинематическому эффекту Сюняева – Зельдовича, полученные на телескопах Atacama Cosmology Telescope и South Pole Telescope. Использование этих данных позволило снять имевшее место вырождение по параметрам космологической модели. Среднее красное смещение, на котором произошла реионизация, лежит между z=7,8 и z=8,8, а длительность периода реионизации Δz<2,8. Возможно, реконструкция временного хода реионизации поможет лучше понять природу её источников. Источник: arXiv:1605.03507 [astro-ph.CO]


Новости не опубликованные в журнале


Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов

В Лаборатории Джефферсона (США) продемонстрирован новый способ создания спин-поляризованных позитронных пусков. Пучок поляризованных электронов от ускорителя направлялся на мишень из вольфрама. При взаимодействии с атомами вольфрама электроны производили гамма-фотоны, которые затем рассеивались на атомах с рождением позитронов. В этом процессе спиновая поляризация пучка электронов передавалась получающемуся на выходе пучку позитронов. Степень поляризации позитронов тем выше, чем выше их энергия. Позитроны, родившиеся с энергией, равной половине энергии электронов, имеют степень поляризации 50%, а для самых энергичных позитронов степень поляризации достигает 82%. Источники: Phys. Rev. Lett. 116 214801 (2016), www.sciencedaily.com

Изменение структуры полимера под влиянием терагерцевого излучения

H. Hoshina (Институт физико-химических исследований — RIKEN, Япония) и др. впервые изучили изменение структуры полимера под влиянием лазерного излучения диапазона ТГц. Это излучение воздействует на водородные связи между молекулами полимера, но не разрушает сами молекулы. Поэтому терагерцевое излучение уже давно рассматривалось как перспективное с точки зрения изменения структуры полимеров без нарушения их химического строения. Применялся лазер на свободных электронов, создающий поток излучения 40 МВт см-2. После лазерного импульса полимер быстро возвращается в исходное состояние, что усложняет исследование. Чтобы зафиксировать и изучить произошедшие изменения применялась методика кристаллизации при окунании полимера в раствор. После воздействия излучения степень кристаллизации возрастала на 10-20%. Этот эффект не мог быть объяснен нагревом, а свидетельствовал об изменении межмолекулярных связей. Источники: Scientific Reports 6 27180 (2016), www.sciencedaily.com

Рассеяние света облачком холодного газа

S. Jennewein (Университет Пари-Саклэ, Франция) и др. исследовали в своем эксперименте рассеяние света облачком холодного атомарного газа с размером порядка длины волны света вблизи резонансного перехода в атомах. Изучалась интерференция исходного луча с рассеянным светом. Обнаружено, что характеристики рассеяния плохо описываются существующими простыми теоретическими моделями, и для лучшего согласия требуется учитывать дополнительные эффекты, такие как влияние света на диполь-дипольное взаимодействие атомов. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 233601 (2016)

Исправление ошибок в квантовых вычислениях

T. Unden (Ульмский университет, Германия) и др. продемонстрировали новый метод исправления ошибок работы квантового регистра, позволяющий существенно увеличить время декогеренции (разрушения состояния). Регистр был реализован на основе спинов электрона в азото-замещенной вакансии (NV-центре) в кристалле алмаза, а коррекция фазы его квантового состояния производилась с помощью спина атомного ядра 13C, находящегося рядом с NV-центром. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 230502 (2016)

Измерение постоянной Хаббла

С помощью космического телескопа Хаббл удалось определить постоянную Хаббла с точностью 2.4%. Для этого были выполнены наблюдения 2400 цефеид в 19 галактиках и 300 сверхновых типа Ia. Полученное новое значение постоянной Хаббла на 5-9% больше, чем дают телескопы WMAP и Планк. Причина данного расхождения пока не установлена. Оно может объясняться свойствами темной энергии, наличием во Вселенной дополнительного фона релятивистских частиц или поправками к эйштейновской теории гравитации. Источники: hubblesite.org, arXiv:1604.01424 [astro-ph.CO]

Зарегистрирован второй гравитационный всплеск

С помощью гравитационно-волнового интерферометра LIGO зарегистрирован второй всплеск гравитационных волн, получивший обозначение GW151226. Достоверность его регистрации составляет 5σ. Характеристики всплеска соответствуют слиянию двух черных дыр с массами примерно 14 и 7.5 масс Солнца на красном смещении z=0.09. Удалось пронаблюдать пульсации сигнала, соответствующие 55 орбитальным обращениям черных дыр перед их слиянием. Источник: Phys. Rev. Lett. 116 241103 (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