Новости физики в Интернете


Закалка сверхпроводника давлением

Обнаруженная недавно комнатнотемпературная сверхпроводимость у гидридов имеет место лишь при гигантском давлении 267 ГПа. В связи с этим актуальной задачей стал поиск путей снижения давления с сохранением сверхпроводимости. L. Deng (Хьстонский университет, США) и соавторы выполнили эксперимент, в котором на примере другого типа сверхпроводников – монокристаллов селенида железа FeSe – показано, что способом решением этой проблемы может стать закалка давлением – резкое снятие давления при низкой температуре [1]. Температура сверхпроводящего перехода FeSe составляет Tc≈9 K при атмосферном давлении и Tc=37 К при давлении в несколько ГПа. Образцы FeSe сжимались в алмазной наковальне до 4,15 ГПа, охлаждались до 4,2 K, и затем давление резко снималось. После такой закалки образцы сохраняли Tc=37 К при атмосферном давлении на протяжении 7 дней. Вероятным объяснением влияния закалки на Tc является переход между орторомбической и тетрагональной структурами кристаллической решётки, когда после закалки FeSe остаётся в метастабильной фазе. Полученные для FeSe результаты дают надежду, что закалка давлением может стабилизировать и сверхпроводники-гидриды. О высокотемпературных сверхпроводниках см. [2]. Создание комнатнотемпературных сверхпроводников лауреат Нобелевской премии по физике 2003 г. В.Л. Гинзбург относил к числу наиболее актуальных проблем физики [3]. [1] Deng L et al. PNAS 118 e2108938118 (2021) [2] Еремец М И, Дроздов А П УФН 186 1257 (2016); Eremets M I, Drozdov A P Phys. Usp. 59 1154 (2016) [3] Гинзбург В Л УФН 172 213 (2002); Ginzburg V L Phys. Usp. 45 205 (2002)

Солитоны Таунса в двумерных системах

Расчёты показывают, что в двумерной системе солитоны устойчивы лишь при определённом соотношении между числом частиц и величиной константы взаимодействия. Такие солитоны, называемые «солитонами Таунса», активно изучались в нелинейной оптике. B. Bakkali-Hassani (Университет Сорбонны, Франция) и соавторы получили и исследовали солитоны Таунса в 2D смеси бозе-эйнштейновских конденсатов [4]. Примерно 10% атомов конденсата 87Rb, находящихся в состоянии |F=1,mF=0⟩, в пределах небольшой области с помощью лазера было переведено в состояние |F=2,mF=0⟩, и отслеживалось изменение со временем профиля получившегося солитона. При числе атомов 790 ± 40 солитон был наиболее устойчив и масштабно-инвариантен. В другом эксперименте C.-A. Chen и C.-L. Hung получили набор обособленных солитонов Таунса в газе атомов цезия в 2D ловушке [5]. Нормированный профиль плотности совпадал с универсальным профилем солитона Таунса в широком диапазоне параметров, что подтверждало предсказываемую масштабную инвариантность. О солитонах в ультрахолодных газах см. [6, 7]. [4] Bakkali-Hassani B et al. Phys. Rev. Lett. 127 023603 (2021) [5] Chen C-A and Hung C-L Phys. Rev. Lett. 127 023604 (2021) [6] Питаевский Л П УФН 186 1127 (2016); Pitaevskii L P Phys. Usp. 59 1028 (2016) [7] Камчатнов А М УФН 191 52 (2021); Kamchatnov A M Phys. Usp. 64 48 (2021)

Дублоны в квантовом метаматериале

И.С. Беседин (НИТУ «МИСиС» и Российский квантовый центр в Сколково) и соавторы исследовали связанные фотонные пары (квазичастицы «дублоны») в квантовом метаматериале, представляющем собой одномерный массив из 11 сверхпроводящих кубитов [8]. В эксперименте впервые наблюдались краевые топологические состояния дублонов. Массив был создан из алюминиевых джозефсоновских контактов на кремниевой подложке методом испарения электронным пучком. Величина связи между кубитами чередовалась между сильной и слабой, что вело к появлению двух зон и краевых топологических состояний. По мере увеличения сигнала накачки сначала в кубитах возбуждались однофотонные моды, а затем двухфотонные. В обоих случаях наблюдалась локализация фотонов на краях цепочки, что соответствует топологическом краевым состояниям. О метаматериалах см. [9-11]. [8] Besedin I S et al. Phys. Rev. B 103 224520 (2021) [9] Рыбин М В, Лимонов М Ф УФН 189 881 (2019); Rybin M V, Limonov M F Phys. Usp. 62 823 (2019) [10] Давидович М В УФН 189 1249 (2019); Davidovich M V Phys. Usp. 62 1173 (2019) [11] Ремнев М А, Климов В В УФН 188 169 (2018); Remnev M A, Klimov V V Phys. Usp. 61 157 (2018)

Коллективные моды в экситонном изоляторе

Возможность существования экситонных изоляторов была предсказана в 1968 г. Л.Н. Келдышем и А.Н. Козловым [12, 13], а также независимо двумя зарубежными группами исследователей. Об экситонах (связанных состояниях электронов и дырок) см. [14, 15]. Некоторые свидетельства появления состояния экситонного изолятора, когда в веществе образуется экситонный конденсат, уже были получены в экспериментах, однако эти результаты остались неоднозначными. A. Rao (Кавендишская лаборатория Кембриджского университета, Великобритания) и его коллеги исследовали соединение Ta2NiSe5 и с помощью нового метода показали, что при комнатной температуре в нём, вероятно, возникает экситонный конденсат [16]. Применялся метод фемтосекундной спектроскопии с разрешением 10 фс и 10 нм. Импульс лазера накачки освещал на пластине Ta2NiSe5 пятно размером 400 нм. Более широкие пробные лучи просвечивали область вокруг пятна, и проходящее излучение регистрировалось CCD-камерой, что позволило наблюдать распространение когерентных осциллирующих волн, возбуждаемых импульсом накачки, в область вне пятна до расстояния 1 мкм со скоростью 1,5×105 м с−1. Эти волны, вероятнее всего, являются результатом гибридизации фононных мод кристаллической решётки и коллективных мод экситонного конденсата, т.к. другие известные механизмы не способны объяснить наблюдаемую картину. [12] Келдыш Л В, Козлов А Н ЖЭТФ 54 978 (1968); Keldysh L V, Kozlov A N Sov. Phys. JETP 27 521 (1968) [13] Келдыш Л В УФН 187 1273 (2017); Keldysh L V Phys. Usp. 60 1180 (2017) [14] Дурнев М В, Глазов М М УФН 188 913 (2018); Durnev M V, Glazov M M Phys. Usp. 61 825 (2018) [15] Глазов М М, Сурис Р А УФН 190 1121 (2020); Glazov M M, Suris R A Phys. Usp. 63 1051 (2020) [16] Bretscher H M et al. Science Advances 7 eabd6147 (2021)

ПэВ-ные гамма-источники в диске Галактики

Обсерватория LHAASO, расположенная в Китае на высоте 4,4 км над уровнем моря, регистрирует широкие атмосферные ливни (ШАЛы), вызываемые частицами космических лучей и гамма-фотонами. Массивом сцинтилляционных детекторов KM2A, входящем в состав LHAASO, менее чем за год наблюдений зарегистрировано 530 фотонов с энергиями от 100 ТэВ до 1,4 ПэВ. По кластеризации этих фотонов со статистической достоверностью ≥7σ было выявлено 12 гамма-источников, находящихся в плоскости диска Галактики [17] и имеющих угловые размеры до 1°. Один из источников совпадает с хорошо известной Крабовидной туманностью. Механизм генерации гамма-фотонов пока не выяснен, но предполагает наличие мощных ускорителей частиц («ПэВатронов»). В окрестности каждого источника имеется несколько возможных кандидатов: пульсары, туманности пульсарного ветра, остатки сверхновых и молодые скопления массивных звёзд, однако, за исключением Крабовидной туманности, источники не идентифицированы. Возможно, что для объяснения высокой энергии фотонов потребуется разработка новых теоретических моделей источников. В коллаборации LHAASO принимают участие российские исследователи из ИЯИ РАН и МФТИ. О зарождении гамма-астрономии см. [18, 19]. [17] Cao Z et al. Nature 594 33 (2021) [18] Лидванский А С УФН 188 1019 (2018); Lidvansky A S Phys. Usp. 61 921 (2018) [19] Шпиринг К УФН, принята к публикации; Spiering Ch Phys. Usp., accepted

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, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение