Новости физики в Интернете


Измерение состояний кубитов

R. McDermott (Висконсинский университет в Мэдисоне, США) и его коллеги продемонстрировали новый метод измерения состояний сверхпроводящего кубита. В их эксперименте помимо резонансной полости самого кубита использовался дополнительный резонатор, настроенный на частоту возбуждённого состояния кубита. Это позволило с помощью микроволнового фотонного счётчика легко различать основное и возбуждённое состояния. Квантовая точность (fidelity) нового метода достигает 92 %. По своим возможностям он превосходит обычно используемые для этих целей гетеродинные измерения. Областью применения могут стать алгоритмы исправления ошибок, а также интерфейсы между квантовыми и классическими системами. Другой метод измерений продемонстрировали М.Д. Лукин (Гарвардский университет, США) и его коллеги. В их эксперименте изучались два SiV-центра (кремниевые вакансии), помещённые в нанофотонную полость и когерентно взаимодействующие друг с другом посредством её электромагнитных мод. При этом качество взаимодействия между SiV-центрами улучшено примерно на порядок по сравнению с тем, что было достигнуто в других исследованиях подобного рода. Управление спиновыми состояниями SiV-центров осуществлялось с помощью магнитного поля и радиоимпульсов, и измерялась спектральная передаточная функция, по которой определялись состояния системы. Источники: Science 361 1239 (2018), Science, онлайн-публикация от 20 сентября 2018 г.

Вихревые пары в ферромагнитном сверхпроводнике

Группой российских исследователей из МФТИ, ИФТТ, МИСИСа, МГУ и КФУ, а также их коллег из Японии, Франции, Китая и Великобритании исследовано соединение EuFe2(As0.79P0.21)2, в котором при температуре ниже 19 К сосуществуют сверхпроводимость и ферромагнетизм. Обычно ферромагнетизм разрушает сверхпроводимость, однако здесь этого не происходит из-за слабого обменного поля, создаваемого подсистемой атомов Eu. С помощью магнитного силового микроскопа было построено 3D распределение магнитных полей у поверхности образца при различных температурах. Ниже точки Кюри обнаружена новая фаза — домены Мейснера, которая возникает из-за экранирования магнитной подсистемы Eu. При понижении температуры ниже 17 К эта фаза трансформируется в «вихревые домены» посредством фазового перехода 1-го рода. При этом переходе в доменах Мейснера спонтанно генерируются абрикосовские пары вихрей и антивихрей, а размеры доменов увеличиваются. В.С. Столяров и соавторы разработали количественную теорию, успешно объясняющую эти явления. Источник: Science Advances 4 eaat1061 (2018)

Неустойчивость Померанчука в ферми-жидкостях

В настоящее время известно несколько веществ с электронным нематическим порядком, при котором спонтанно нарушена вращательная симметрия. Понимание некоторых важных особенностей нематического порядка связано с эффектом неустойчивости Померанчука. K. Lee (Университет штата Огайо, США) и соавторы, вычислили параметры Fl сложной ферми-жидкости. В их работе рассмотрен случай с полузаполненными уровнями Ландау, когда нематический порядок граничит с неабелевым квантовым состоянием Холла. Численно найдены Fl для трёх низших уровней Ландау n=0, 1 и 2. Расчёты велись методом Монте Карло с обрезанием кулоновского потенциала на малом масштабе и с волновой функцией, определенной на торе. Для n=0 неустойчивости Померанчука не обнаружено. Для n=1 и 2 результаты вычислений показали неустойчивость Померанчука в нематическом (l=2) канале для широкого диапазона величин параметра обрезания. Полученный теоретический результат является первой явной демонстрацией того, что нематическая неустойчивость Померанчука может быть ответственна за нематические квантовые состояния Холла с изотропным экранированием кулоновских взаимодействий. Источник: Phys. Rev. Lett. 121 147601 (2018)

Запись информации на единичном атоме

Исследователи из Университет Неймегена (Нидерланды) продемонстрировали новый магнитный механизм хранения информации на единичном атоме кобальта, помещенном на поверхность черного фосфора. Наблюдение атома и управление его состояниями осуществлялось с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Обнаружено, что атом имеет устойчивые состояния на различных расстояниях от поверхности. Расчёт, выполненный методом функционала плотности, показал, что переход от одного состояния к другому связан с перераспределением населенностей 3s- и 3d-орбиталей, и при этом большую роль играет магнитная анизотропия. Наличие высокого энергетического барьера между состояниями делает их применимыми для записи информации. Ранее уже выполнялась запись информации на спиновом состоянии отдельного атома, и было достигнуто большое время её хранения, однако оставалась проблема флуктуаций при спин-чувствительном методе считывании данных. В случае атома кобальта все манипуляции производились электрическим полем без необходимости в спин-чувствительных измерениях. Эксперимент выполнялся при температуре поверхности 4,4 К, но есть надежда, что в будущем этот метод удастся реализовать и при комнатной температуре. Источник: Nature Communications 9 3904 (2018)

Новое ограничение на первичные чёрные дыры

Возможность образования в ранней Вселенной первичных чёрных дыр (ПЧД) была предсказана Я.Б. Зельдовичем и И.Д. Новиковым в 1967 г. (О ПЧД см. в обзорах УФН145 369 (1985) и УФН 188 121 (2018)). Гравитационно-волновые сигналы от слияний чёрных дыр, зарегистрированные детекторами LIGO/Virgo, вызвали дополнительный интерес к модели ПЧД, т.к. ПЧД наряду с чёрными дырами звёздного происхождения могли бы объяснить эти сигналы. В частности, вновь был поставлен вопрос о том, не может ли вся тёмная материя состоять из ПЧД? Исследователи из Калифорнийского университета M. Zumalacarregui и U. Seljak выполнили поиск гравитационного линзирования света далёких сверхновых чёрными дырами, случайно оказавшимися на луче зрения. ПЧД своим гравитационным полем сфокусировала бы свет, создав характерные особенности в профиле вспышки сверхновой. После обработки данных по 740 сверхновым типа Ia из отсутствия признаков линзирования получено, что ПЧД с массами ≥0,01M составляют не более ≈ 37 % от всей тёмной материи. Таким образом, преобладающая часть тёмной материи должна состоять из чего-то иного, т.к. количество ПЧД с массами <0,01M ограничено другими эффектами. В качестве одного из наиболее вероятных кандидатов на роль тёмной материи сейчас рассматриваются новые, не зарегистрированные пока в детекторах элементарные частицы. Источник: Phys. Rev. Lett. 121 141101 (2018)

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, 1918–2018
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение