Новости физики в Интернете


Бозе – эйнштейновская конденсация фотонов в двойном потенциале

M. Weitz (Боннский университет, Германия) и его коллеги выполнили эксперимент, в котором фотоны в необратимом процессе переходили в расщеплённое состояние конденсата Бозе – Эйнштейна. Применялся микрорезонатор, состоящий из зеркал специальной формы, так что в центре резонатора для фотонов создавался удерживающий потенциал с двумя минимумами, расположенными на расстоянии 13 мкм друг от друга. Между зеркалами находился раствор красителя, молекулы которого могли переизлучать фотоны лазерного излучения, что давало возможность охлаждать фотонный газ до комнатной температуры. Фотоны накапливались в минимумах потенциала и могли туннелировать между ними, а потери фотонов, делающие процесс необратимым, компенсировались их потоком извне. В двойном потенциале фотоны были разделены по форме своей волновой функции, которая могла быть симметричной или антисимметричной. Наблюдение выходящего излучения показало, что фотоны заполняли несколько низших энергетических уровней в резонаторе, а примерно 1200 фотонов испытывали переход в состояние бозе – эйнштейновского конденсата. Бозе-эйнштейновский конденсат фотонов впервые был получен M. Weitz и его коллегами в 2010 г. Источник: Science 366 894 (2019)

Эволюция топологического узла

Топологические дефекты различных типов исследуются как теоретически, так и экспериментально в различных областях физики. В бозе – эйнштейновском конденсате частиц с ненулевым спином топологические дефекты должны быть весьма разнообразны благодаря множеству возможных способов нарушения симметрии. О наблюдении топологического дефекта типа узла в бозе – эйнштейновском конденсате частиц со спинами 1 уже сообщалось в 2016 г. в работе D.S. Hall (Амхерстский колледж, США) и соавторов. T. Ollikainen (Университет Аалто, Финляндия) и его коллеги выполнили новый эксперимент, в котором исследована эволюция узла в бозе – эйнштейновском конденсате атомов 87Rb, имеющих спин 1, в оптической дипольной ловушке. Топологический узел (зацепленные кольца намагниченности) создавался с помощью квадрупольного магнитного поля. После образования узла магнитное поле в ловушке переключалось на однородное, и узел начинал распадаться. После его распада возникала конфигурация, в которой доля ферромагнитной фазы нарастала от немагнитного центра к периферии, и затем возникал спиновый вихрь с полярным ядром, который оставался стабильным в течение нескольких секунд. Возможно, что превращение топологических дефектов в вихри является достаточно универсальным процессом. Источник: Phys. Rev. Lett. 123 163003 (2019)

Атомный гравиметр с удержанием атомов

Атомные интерферометры нашли широкое применение в гравиметрии и в фундаментальных исследованиях, но их точность ограничена малым временем свободного падения атомов и влиянием помех. Группой исследователей из Калифорнийского университета в Беркли (США) продемонстрирован новый тип атомного гравиметра. Главным его отличием является удержание атомов в оптической решётке в верхней точке траектории. Атомы цезия, охлаждённые до ≈ 300 нК, с помощью лазерных импульсов переводились в квантовую суперпозицию различных траекторий движения. Оптическая решётка, создаваемая лучами лазера, включалась, когда атомы были на вершине траектории, а измерения разностей фаз производилось после адиабатического выключения потенциала решётки. Удержание атомов в решётке в течение ≈ 20 с позволило сделать гравиметр очень компактным, т.к. полный путь атомов в нём составляет всего 2 мм. Это позволило также преодолеть одну из главных помех, связанную с вибрациями, уменьшив её влияние на 3-4 порядка. Гравиметры нового типа могут найти применение в поиске полезных ископаемых и в исследовании теорий гравитации. Источник: Science 366 745 (2019)

Наблюдение антирезонанса Фано с помощью электронной спектроскопии

Резонансом Фано называется интерференция различных волновых процессов, ведущая к асимметрии спектральных линий. Резонанс и антирезонанс Фано ранее наблюдались в ряде оптических и других экспериментов (см., например, УФН 127 621 (1979) и УФН 189 881 (2019)). K.C. Smith (Вашингтонский университет, США) и соавторы впервые выполнили успешные наблюдения антирезонанса Фано с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа с коррекцией аберрации. Исследовались димеры, состоящие из золотого диска диаметром в сотни нм и золотого стержня длиной 5 мкм, расположенного на расстоянии 50 нм от края диска. Плазмонный спектр диска в ≥ 10 раз шире, чем спектр стержня, а электромагнитная связь между ними была слаба. Эти условия как раз необходимы для возникновения антирезонанса Фано. Измеренные электронные спектры димеров показывают наличие антирезонанса Фано и хорошо соответствуют теоретической модели, разработанной авторами эксперимента. В этой модели, по сравнению с обычным описанием резонанса Фано, учитываются также диссипативные эффектов. Одним из факторов успеха данного эксперимента стало применение монохроматоров нового поколения, расширяющих возможности электронной спектроскопии. Источник: Phys. Rev. Lett. 123 177401 (2019)

Согласованность данных в космологии

В последние годы космология пришла в целом к самосогласованной картине, когда все данные наблюдений хорошо соответствовали друг другу, что привело к утверждению стандартной плоской ΛCDM космологической модели. Однако недавно было отмечено расхождение на уровне 6 % в значениях постоянной Хаббла, полученных из различных данных. Возможно, это расхождение является результатом каких-то неучтенных погрешностей в измерениях. Еще одно расхождение выявлено в наблюдениях реликтового излучения космическим телескопом Планк (набор данных Planck Legacy 2018). Отмечается увеличенной амплитуды линзирования по сравнению с предсказываемой в ΛCDM-модели. Данные Planck Legacy 2018 отдают некоторое предпочтение закрытой ΛCDM+ΩK модели с положительной пространственной кривизной. Однако предположение о закрытой Вселенной приводит к ещё большему расхождению в других наборах данных. Это отметили в своей работе E. Di~Valentino, A. Melchiorri и J. Silk. Они показали, что хотя положительная кривизна объясняет аномальную амплитуду линзирования, при этом нарушается согласованность других наборов данных (параметров барионных акустических осцилляций и др.), относящихся, в основном, к относительно близкой области Вселенной на z < 3. Для прояснения сложившейся ситуации требуются дальнейшие исследования. Если указанные расхождения, большинство из которых имеют порядок 3 σ, не являются следствием статистической флуктуации или погрешностей измерений, то они могут свидетельствовать о новых интересных физических эффектах в космологии. Источник: Nature Astronomy, онлайн-публикация от 4 ноября 2019 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, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение