Новости физики в Интернете


Зарядовый радиус ядра в мюонном дейтерии

В 2010 г. в эксперименте CREMA было получено, что зарядовый радиус протона в мюонном водороде на 4% меньше, чем в обычном. Это расхождение пока не нашло объяснения. В отличие от обычного водорода, в мюонном водороде вокруг протона обращается не электрон, а мюон. R. Pohl (Институт квантовой оптики общества Макса Планка, Германия) и его коллеги из той же коллаборации CREMA выполнили новые измерения, но на этот раз с мюонным дейтерием μd. Пучок мюонов направлялся в сосуд с газообразным дейтерием, где они захватывались в атомы μd, и спектроскопическим методом измерялся лэмбовский сдвиг, который очень чувствителен к зарядовому радиусу ядра. Измеренный зарядовый радиус ядра rd=2,12562(78) фм на 7,5 стандартных отклонений меньше, чем величина из каталога CODATA-2010, и на 3,5σ меньше величины, полученной коллаборацией CREMA для ed. Это расхождение аналогично тому, что ранее наблюдалось при сравнении электронного и мюонного водорода. Возможно, для объяснения обнаруженных несоответствий необходимо уточнить теоретические расчеты, но не исключён также и вклад эффектов за пределами Стандартной модели. Источник: Science 353 669 (2016)

Исследование нейтрино

В трёх экспериментах получены новые данные о свойствах нейтрино. В эксперименте T2K исследовались осцилляции νμ и анти-νμ в пучке, прошедшем от ускорителя J-PARC в г. Токай (Япония) в подземный детектор Суперкамиоканде на расстоянии 295 км. Зарегистрировано 32 νe и 4 анти-νe, в то время как ожидалось 23 и 7, соответственно, если нет CP-нарушения. Таким образом, впервые получены указания на максимальное нарушение CP-инвариантности в нейтринных осцилляциях, хотя вероятность статистической флуктуации пока остается большой, ≈1/20. В другом эксперименте NOvA также изучаются осцилляции ν в пучке, идущем от ускорителя в Фермилабе в детектор на расстоянии 810 км. Измерения впервые показали, что в третьем массовом состоянии, возможно, содержатся неравные вклады от мюонных и тау-ароматов. Этот эффект называется “немаксимальным смешиванием”. Однако для его достоверного подтверждения требуется набор большей статистики. На детекторе IceCube, расположенном во льду на Южном полюсе, ведется поиск осцилляций атмосферных νμ и анти-νμ в стерильные нейтрино. Сигналов, соответствующих стерильным нейтрино не обнаружено, что сужает возможное пространство параметров для таких нейтрино. В международных экспериментах T2K, NOvA и IceCube принимают участие российские исследователи из ряда научных организаций. Источники: T2K, Fermi National Accelerator Laboratory, Phys. Rev. Lett. 117 071801 (2016)

Программируемый квантовый компьютер

Ранее уже демонстрировались прототипы квантовых компьютеров, состоящих из нескольких связанных кубитов, однако они были сконфигурированы для выполнения только конкретных заданных программ. C. Monroe (Мэрилендский университет в Колледж-Парке, США) и др. впервые создали квантовый компьютер, который можно перепрограммировать для выполнения различных алгоритмов. Компьютер состоит из цепочки пяти ионов иттербия 171Yb+, захваченных в радиочастотную ловушку В. Пауля. Состояния нуля и единицы кодировались подуровнями гипертонкого расщепления уровня 2S1/2. С помощью последовательностей лазерных импульсов можно менять состояния ионов, задавая требуемые последовательности квантовых операций, а считывание состояний (результатов квантовых вычислений) осуществлялось путём возбуждения циклических переходов 2S1/2-2P1/2 и регистрации флуоресцентного излучения. Парное взаимодействие ионов осуществлялось посредством их спин-спинового взаимодействия и поперечных коллективных движений ионов в цепочке. На этом компьютере были выполнены алгоритмы Дойча – Йожи и Бернштейна – Вазирани и впервые продемонстрировано квантовое разложение Фурье, которое имеет большое значение в квантовых вычислениях. Будущие квантовые компьютеры за счет квантовой суперпозиции состояний смогут решать некоторые задачи с экспоненциально большей скоростью, чем обычные классические компьютеры. Источник: Nature 536 63 (2016)

Сверхток магнонов при комнатной температуре

B. Hillebrands (Технический Университет Кайзерслаутерна, Германия) и его коллеги выполнили эксперимент, в котором, возможно, впервые наблюдался сверхток в бозе-эйнштейновском конденсате магнонов (квазичастиц — квантов спиновых волн) при комнатной температуре. Ранее сверхток наблюдался только при низких температурах в случае сверхпроводимости и сверхтекучести. Бозе-эйнштейновский конденсат магнонов был получен в ферромагнитной пленке Y3Fe5O12 при комнатной температуре путем параметрической накачки. С помощью лазерных импульсов в пленке создавался локальный градиент температуры, который вызывал сдвиг фазы волновой функции конденсата и расходящийся поток магнонов, регистрируемый с помощью бриллюэновской спектроскопии. Как оказалось, характеристики потока хорошо соответствует теоретическим предсказаниям для сверхтока магнонов. Однако относительно наличия сверхтока всё же высказываются сомнения, и решающим доказательством могла бы стать демонстрация бездиссипативности потока магнонов. Источник: Nature Physics, онлайн-публикация от 1 августа 2016 г.

Поиск частиц тёмной материи

Природа тёмной материи, составляющей примерно 27% массы Вселенной, пока не выяснена. По одной из основных гипотез, тёмную материю составляют слабовзаимодействующие массивные частицы (вимпы), и в ряде экспериментов ведется их прямой и косвенный поиск. Представлены новые результаты исследований на одном из самых чувствительных подземных детекторов Large Underground Xenon (LUX), в котором пытаются зарегистрировать взаимодействие вимпов, пролетающих через Землю, с ядрами 127Xe. Превышений сигналов над фоном не обнаружено, что дало новые ограничения на сечение взаимодействия. Также представлены новые результаты поиска аннигиляционного гамма-излучения массивом наземных черенковских детекторов H.E.S.S. Наблюдалась центральная часть Галактики радиусом 300 пк, где, как ожидается, велика плотность тёмной материи и, соответственно, должна эффективно идти аннигиляция. В данных H.E.S.S. также не обнаружено статистически значимого превышения сигнала над фоном, что даёт ограничение на сечение аннигиляции. Вблизи массы 1,5 Тэв для аннигиляции в пары W+W+ получено ⟨σannv⟩<6×10-26 см3 с-1. Таким образом, ограничения по данным наземных измерений впервые приблизились к величине ⟨σannv⟩, соответствующей тепловому рождению вимпов в ранней Вселенной. Источники: arXiv:1608.07648 [astro-ph.CO], arXiv:1607.08142 [astro-ph.HE]


Новости не опубликованные в журнале


Микромагнитометр

I. Jakobi (Штутгартский университет, Германия) и др. продемонстрировали возможность считывания 3D-пространственных вариаций магнитного поля в нанометровом масштабе с помощью магнитометра на основе NV-вакансии в алмазе. Новый магнитометр может найти применение в микроскопических устройствах хранения информации. Источник: Nature Nanotechnology, онлайн-публикация от 12 сентября 2016 г.

Квантовое устройство на чипе

S. Khasminskaya (Технологический институт Карлсруэ, Германия) и др. создали на единичном чипе интегрированное устройство, позволяющее манипулировать отдельными квантами. На чипе был смонтирован однофотонный источник, представляющий собой углеродную нанотрубку, которая излучает единичные фотоны под действием электрического тока. В качестве волноводов и однофотонных детекторов на чипе использовались сверхпроводящие нанопроволоки. Источник: Nature Photonics, онлайн-публикация от 26 сентября 2016 г.

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