Новости физики в Интернете


Эффект «мёртвого конуса»

В эксперименте на Большом адронном коллайдере впервые напрямую наблюдался эффект «мёртвого конуса» (МК) (dead cone), предсказанный в 1991 г. сотрудниками Лундского университета (Швеция) и Ленинградского института ядерной физики АН Ю. Докшицером, С. Трояном и В. Хозе [1]. Ранее были получены лишь косвенные указания на наличие этого эффекта. При столкновении высокоэнергетических частиц происходит каскадное рождение партонов (кварков и глюонов), формирующих партонный ливень, из которого в результате адронизации возникают частицы, детектируемые в экспериментах. Эффект МК заключается в подавлении излучения глюонов в пределах некоторого конуса с осью вдоль движения кварка, дающего начало струе частиц. Обнаружить МК было сложно из-за проблем с фиксацией направления движения порождающего кварка и исключением фоновых событий, заполняющих МК. В новом исследовании [2], выполненным на детекторе ALICE, для реконструкции партонных ливней является метод выделения в начале струи D0-мезона, содержащего в своём составе c-кварк, который инициировал ливень. Это позволило выявить МК со статистической значимостью 7 σ, что является ещё одной успешной проверкой предсказаний квантовой хромодинамики. В коллаборации ALICE принимают участие исследователи из ряда российских институтов. О множественном рождении частиц в квантовой хромодинамике см. [3]. [1] Dokshitzer Yu L, Khoze V A, Troyan S I, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 17 1602 (1991) [2] Acharya S et al. Nature 605 440 (2022) [3] Дремин И М УФН 172 551 (2002); Dremin I M Phys. Usp. 45 507 (2002)

Андерсоновская локализация на гармониках

A. Dikopoltsev (Израильский технологический институт – Технион) и соавторы выполнили эксперимент, в котором впервые наблюдался эффект локализации Андерсона за счёт мод спектра неоднородностей (фурье-образа двухточечной корреляционной функции потенциала), выходящих за пределы области тех волновых чисел, которые соответствуют самим неоднородностям [4]. Предсказывалось, что андерсоновская локализация возможна и на этих «виртуальных» неоднородностях (по аналогии с атомными переходами через виртуальные уровни). В эксперименте две петли из оптоволокна длиной в несколько километров, имеющих оптическую разность хода по времени 100 нс, были соединены через сплиттер и имели модуляторы фазы. Световые импульсы, генерируемые лазерным диодом, расщеплялись на множество других импульсов, которые случайным образом распространялись по оптоволокну и рассеивались с изменением фазы. В этой синтетической фотонной среде локализация характеризовалась собиранием импульсов в гауссовы волновые пакеты. Максимум эффекта локализации приходится на волновые числа, в два раза большие, чем средние волновые числа спектра неоднородностей. [4] Dikopoltsev A et al. Science Advances 8 eabn7769 (2022)

Поляритонный конденсат Бозе – Эйнштейна

V. Ardizzone (Итальянский институт нанотехнологий CNR-Nanotec) и соавторы продемонстрировали в своём эксперименте бозе – эйнштейновский конденсат поляритонов, соответствующих связанному состоянию в континууме [5]. Оптические связанные состояния в континууме, предсказанные теоретически в 1929 г. Дж. фон Нейманом и Ю. Вигнером, – это топологические состояния с энергией в спектре мод, которые могут распространяться в окружающем пространстве. Исследовался конденсат Бозе – Эйнштейна поляритонов (связанных систем экситонов и фотонов) на гетероструктуре из слоёв GaAs. Удалось достичь конденсации в условиях малой плотности, что позволило исследовать эффекты связанного состояния в континууме. Наблюдались двойные пики и сужение ширины линии. Также была видна картина вихрей поляризации, связанная с топологическим зарядом связанных состояний в континууме. Изученные свойства конденсата поляритонов хорошо соответствуют результатам теоретических расчётов и открывают новые возможности для управления поляритонным конденсатом в фотонных структурах. [5] Ardizzone V et al. Nature 605 447 (2022)

Непрерывный временной кристалл

Временными кристаллами называют системы, свойства которых в низшем энергетическом состоянии периодически повторяются во времени подобно пространственной периодичности обычных кристаллических решёток. Концепция временных кристаллов была предложена Ф. Вильчеком в 2012 г. В 2017 г. временные кристаллы были впервые продемонстрированы в неравновесной системе, однако созданные с тех пор временные кристаллы были дискретными – для их поддержания требовалось периодически изменяющееся поле накачки (сами же колебания кристалла в состоянии с наименьшей энергией происходили с другой частотой). P. Kongkhambut (Гамбургский университет, Германия) и соавторы впервые продемонстрировали «непрерывный временной кристалл» с непрерывной накачкой [6]. Исследовался бозе – эйнштейновский конденсат атомов 87Rb в оптической полости с непрерывно усиливающейся лазерной накачкой. Были зарегистрированы колебания числа фотонов в полости, следующие предельному циклу, который был устойчив относительно возмущений, что подтверждало появление непрерывного временного кристалла. Кроме того, при увеличении уровня шумов наблюдалось «плавление» временного кристалла – уменьшение кристаллической доли в системе. [6] Kongkhambut P et al. Science, онлайн-публикация от 9 июня 2022 г.

Необычная нейтронная звезда

M. Caleb (Манчестерский университет, Великобритания; Сиднейский университет и ASTRO3D-центр, Австралия) и соавторы обнаружили нейтронную звезду (НЗ) с уникальными спектрально-временными свойствами радиоизлучения [7]. Ранее были известны радиоизлучающие НЗ с максимальным периодом вращения 23,5 сек., причем считалось, что радиоизлучение сильно затухает по мере замедления вращения НЗ. У обнаруженного объекта PSR.J0901-4046 период составляет рекордную величину 75,88 сек., а динамический возраст 5,3 млн. лет. Он окружён диффузной структурой, являющейся, вероятно, остатком сверхновой, при взрыве которой образовалась НЗ. Радиоизлучение квазипериодично — в пределах профилей главных импульсах и между ними наблюдаются достаточно хаотичные субимпульсы. Возможно, эти наблюдаемые свойства помогут прояснить механизм излучения и эволюционный путь формирования объекта. PSR.J0901-4046 может являться старым магнетаром, но пока до конца не ясно, как генерируется радиоизлучение у столь медленно вращающейся НЗ и какова природа наблюдаемой квазипериодичности. Также у PSR.J0901-4046 не наблюдается рентгеновское излучение, типичное для радиоизлучающих магнетаров. Поскольку источники, подобные PSR.J0901-4046, очень сложно обнаружить, популяция этих объектов может быть достаточно большой. О магнитосферах нейтронных звёзд см. [8]. [7] Caleb M et al. Nature Astronomy, онлайн-публикация от 30 мая 2022 г. [8] Бескин В С УФН 188 377 (2018); Beskin V S Phys. Usp. 61 353 (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, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение