Новости физики в Интернете


Осцилляции атмосферных нейтрино при высоких энергиях

В эксперименте IceCube, проводимом на Южном полюсе во льду Антарктиды, измерен эффект нейтринных осцилляций при энергиях до 56 ГэВ — на порядок больше, чем в предшествующих исследованиях. Регистрировались мюонные нейтрино, рождающиеся в результате взаимодействия космических лучей с молекулами воздуха в атмосфере. Наблюдались не только нейтрино, летящие сверху вниз, но и нейтрино, прошедшие сквозь Землю. При низких энергиях ранее уже наблюдался дефицит летящих вверх мюонных нейтрино, который был отнесен к эффекту осцилляций (превращений) мюонных нейтрино в тау-нейтрино. Новый анализ данных IceCube, полученных за три года, даёт для параметров нейтрино Δm232=2,31+0,11−0,13×10−3 эВ2 и sin2θ23=0,51+0,07−0,09 при нормальном упорядочивании масс. Смешивание нейтрино близко к максимальному, что соответствует данным ускорительного эксперимента T2K, но расходится с данными NOνA. Источник: Phys. Rev. Lett. 120 071801 (2018)

Наблюдение квантовой запутанности по энергии и времени

Исследователи из Университета Уотерлу (Канада) и Университета Падерборна (Германия) выполнили эксперимент, в котором впервые наблюдалась квантовая запутанность энергии фотона со временем регистрации второго, квантово-запутанного с ним фотона. Прямое наблюдение данного эффекта до сих пор выполнить не удавалось из-за большой скорости процессов. В эксперименте J.-P.W. MacLean, J.M. Donohue и K.J. Resch пары фотонов рождались при воздействии лазерных импульсов на нелинейный кристалл. У одного из фотонов с помощью «оптической гребенки» определялась частота (энергия), а для измерения времени регистрации второго фотона применялся стробоскопический метод. Суть этого метода состоит в использовании вспомогательных лазерных импульсов — меток времени. Войдя в нелинейный кристалл BiBO почти одновременно с таким импульсом, второй фотон пары мог конвертироваться в фотон с большей частотой, наблюдение которого и служило для отчёта времени с точностью 10−12 с. Проверка определенных соотношений между частотами фотонов и временами их регистрации показала наличие квантовой запутанности. Данный эффект может найти применение для протоколов распределения ключей, для синхронизации и для других целей. Источник: Phys. Rev. Lett. 120 053601 (2018)

Неравенства Белла с непрерывными переменными

Проверка неравенств Белла является фундаментальным тестом квантовой механики, исключающим скрытые параметры. Во множестве экспериментов было продемонстрировано нарушение этих неравенств с использованием дискретных квантовых переменных. O. Thearle (Австралийский национальный университет) и др. впервые показали в своём эксперименте, что неравенства Белла нарушаются и для системы, характеризуемой непрерывными переменными, в качестве которых выступали четыре моды поляризации, получающиеся при смешивании двух фотонов в сжатых состояниях. По результатам измерений, выполнявшихся с помощью синхронного детектирования, зафиксировано явное нарушение неравенств Белла в версии Клаузера – Хорна – Шимони – Холта (CHSH-неравенства). Данный эксперимент открывает новые возможности для использования непрерывных переменных в аппаратно-независимых квантовых протоколах. Неравенства Белла для фотонов подробно рассмотрены в обзоре УФН 163 1 (1993). Об экспериментальных исследованиях основ квантовой механики см. также в УФН 169 559 (1999) и в статье А.В. Белинского и А.А. Клевцова в данном выпуске УФН на стр. 335. Источник: Phys. Rev. Lett. 120 040406 (2018)

Многомерное управление Эйнштейна – Подольского – Розена

Управление Эйнштейна – Подольского – Розена (EPR steering), концепция которого была введена Э. Шредингером в 1935 г., было продемонстрировано в недавних экспериментах с кубитами. Управление означает не только квантовую запутанность двух систем, но и возможность управления редукцией волновой функции удаленной системы посредством выбора измерительного базиса для ближней системы. В теоретических работах предсказывалась возможность управления в случае, когда системы квантово запутаны по большему числу переменных d > 2, чем в случае с кубитами. Исследователи из Пекинского Технологического Института (КНР) Q. Zeng, B. Wang, P. Li и X. Zhang продемонстрировали многомерное управление при размерностях d=2-5. Кодирование информации осуществлялась в орбитальных угловых моментах фотонов, задаваемых с помощью пространственного модулятора. Ввиду наличия множества состояний орбитального углового момента имелась возможность многомерного управления. Многомерное управление было исследовано также в условиях искусственного шума, и показана его устойчивость к помехам. Знаменитая статья ЭйнштейнаvПодольского – Розена и комментарии к ней Н. Бора и В.А. Фока приведены в УФН 16 436 (1936). Об управлении коллапсами волновых функций на расстоянии см. также в книге Б.Б. Кадомцева «Динамика и информация» и в его статье в УФН 164 449 (1994). Источник: Phys. Rev. Lett. 120 030401 (2018)

Двойной сверхпроводящий интерферометр

Исследователи из Института технологии микроэлектроники и высокочистых материалов РАН (Черноголовка, Россия), Московского физико-технического института (Долгопрудный, Россия) и Лондонского университета Роял Холлоуэй (Великобритания) продемонстрировали новый тип сверхпроводящего интерферометра, который по чувствительности к вариациям магнитного поля более чем на три порядка превосходит традиционные СКВИДы. Интерферометр, который создали В.Л. Гуртовой и др., состоит из двух сверхпроводящих плоских петель из алюминия размером в несколько мкм, наложенных одна на другую и в двух местах слабо связанных джозефсоновскими переходами. Устройство охлаждалось до 0,6 К. При изменении внешнего магнитного потока по петлям циркулирует ток, намного превышающий ток смещения, пропускаемый через две петли. Большая чувствительность нового устройства обусловлена высокой степенью дискретности его энергетического спектра. При вариациях внешнего магнитного поля наблюдались периодические колебания тока в соответствии с теоретическими расчетами, и была подтверждена высокая чувствительность прибора. Об эффекте Джозефсона, лежащем в основе функционирования СКВИДов, см. статье Г.Ф. Жаркова в УФН 88 419 (1966), а о сверхчувствительной СКВИД-магнитометрии см. в УФН 169 221 (1999). Источник: Nano Lett. 17 6516 (2018)

Трение в сверхтекучем 3He

Исследователи из университета Аалто (Финляндия) Я.Т. Макинен и В.Б. Ельцов исследовали эффект трения в сверхтекучем гелии в области низких температур T=(0,13-0,22)Tc, где Tc — температура сверхтекучего перехода. Ранее измерения трения выполнялись только при T≥0,3Tc. Гелий 3He в низкотемпературной фазе B находился во вращающемся сосуде из кварцевого стекла, и в нем возникала решетка из вихревых нитей. В некоторый момент сосуд резко тормозился. Возникающая в момент торможения турбулентность быстро затухала, и затем в течение нескольких часов наблюдалось ламинарное движение с колебаниями, которые связаны с вращением сгустков вихрей, и наблюдалось торможение под влиянием трения. Зависимости измеренного параметра трения от температуры и давления согласуется с теоретическими предсказаниями, хотя его величина несколько меньше рассчитанной. Оказалось, что параметр трения остаётся конечным при экстраполяции к нулевой температуре. По расчётам авторов эксперимента, определяющую роль в низкотемпературном трении играют волны Кельвина, которые с поверхности сосуда проникают объём и взаимодействуют с фермионами, захваченными в ядрах сверхтекучих нитей. Это взаимодействие ранее было предсказано в работе М.А. Силаева (Институт физики микроструктур РАН, г. Нижний Новгород и Королевский технологический институт, Швеция) в Phys. Rev. Lett. 108 045303 (2012). Источник: Phys. Rev. B 97 014527 (2018)

Струны Бете

В 1931 г. Г. Бете предсказал, что в одномерных магнитах возможно наличие связанных состояний из двух квазичастиц — магнонов (о магнонах и спинтронике см. УФН 185 1099 (2015)). Позже это подход был обобщен на связанные состояния из большего числа магнонов, и такие возбуждения в форме цепочек были названы струнами Бете. Однако идентифицировать струнные состояния в твёрдых телах до последнего времени не удавалась. Z. Wang (Аугсбургский университет и Центр им. Гельмгольца Дрезден – Россендорф, Германия) и др. впервые обнаружили струны Бете в соединении SrCo2V2O2 в магнитном поле. В этом веществе октаэдры CoO6 образуют цепочку магнитных моментов. Применялась спектроскопия высокого разрешения в терагерцовом диапазоне электромагнитных волн. В спектре SrCo2V2O2 были обнаружены особенности, которые соответствуют струнам Бете из двух и трёх магнонов, причём зависимость их свойств от магнитного поля хорошо соответствует теоретическим расчётам, основанным на предложенном Г. Бете анзаце. Источник: Nature 554 219 (2018)

Спиновая релаксация Дьяконова-Переля в платине

Платина Pt относится к металлам с большой величиной спин-орбитального взаимодействия электронов, которое должно приводить к спиновой релаксации. Группой учёных из университета Эмори и университета Теннесси (США) выполнены новые исследования Pt путем измерения гигантского магнитосопротивления при различных температурах. Исследовался образец Pt толщиной в несколько нм, зажатый между слоями меди. Такая конфигурация позволяет разделить поверхностные и объёмные эффекты. Измерения показали, что при комнатной температуре в эффекте спиновой релаксации доминирует спиновое рассеяние Эллиотта – Яфета, а при криогенных температурах определяющей является спиновая релаксация Дьяконова – Переля. Этот эффект был предсказан М.И. Дьяконовым и В.И. Перелем в 1971 г., его механизм основан на прецессии спинов электронов вокруг направления магнитного поля при отсутствии центра симметрии. Источник: Phys. Rev. Lett. 120 067204 (2018)

Белый карлик с необычной переменностью

A. Scholz (Сент-Эндрюсский университет, Великобритания) и др. обнаружили магнитный белый карлик SDSS 160357.93+140929.97 — звезду, поддерживаемую в равновесии давлением вырожденного электронного газа, — излучение которого изменяется с периодом P = 110 ± 3 мин. На оптических телескопах, выполнявших наблюдения, каждые несколько минут менялись цветовые фильтры. Данный метод позволил выявить переменный сдвиг фазы между светимостями в красной и синей областях спектра, что указывает на неизвестный ранее тип переменности белых карликов. Исследователи предполагают, что переменность может быть связана с невидимым ультрахолодным компаньоном, который отражает часть излучения белого карлика. Или, что более вероятно, на поверхности звезды имеется необычное магнитное пятно с комбинацией горячего и холодного участков. В последнем случае SDSS 160357.93+140929.97 должен иметь самое быстрое вращение среди известных белых карликов. Источник: arXiv:1802.02636 [astro-ph.SR]


Новости не опубликованные в журнале


Протоны из магнитосферы Юпитера?

С помощью детектора PAMELA, работающего на борту российского спутника «Ресурс-ДК», исследованы вариации потока протонов из состава космических лучей. Помимо периодичности, связанной с 11-летним циклом солнечной активности, неожиданная и хорошо выраженная периодичность с квазипериодом ≈ 450 дней была найдена при жесткостях геомагнитного обрезания ниже 15 ГВ. По мнению исследователей, эта периодичность могла возникнуть благодаря Юпитеру, в мощной магнитосфере которого происходит ускорение протонов. Эти протоны достигают Земли и дают небольшой вклад в общий поток космических лучей. Ранее в других наблюдениях уже были получены свидетельства того, что в магнитосфере Юпитера имеет место ускорение электронов (они регистрируются в минимумах 11-летних циклов), а при вспышках, возможно, генерируются потоки протонов и ядер гелия. Ввиду погрешностей измерений, реальный период может оказаться меньше ≈ 450 дней и соответствовать орбитальному периоду Юпитера ≈ 400 дней. Тем не менее, другие объяснения пока также не исключены. Источник: Astrophys. J. Lett. 852 L28 (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