Новости физики в Интернете


Рождение трёх W-бозонов

В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере впервые зарегистрированы редкие события рождения сразу трёх W-бозонов в одном процессе [1]. С помощью детектора ATLAS исследовались столкновения протонов с энергией в системе центра масс 13 ТэВ. События WWW были выделены со статистической значимостью 8σ в объёме данных 139 fb−1. Ранее такие события достоверно обнаружить не удавалось из-за малого сечения инклюзивного рождения pp→ WWW. Измеренное сечение оказалось на 2,6 σ больше, чем предсказывают теоретические вычисления. Это расхождение на данном этапе можно считать незначительным. Процесс pp→ WWW чувствителен к самовзаимодействию промежуточных бозонов и к другим эффектам, поэтому заметные отклонения от предсказаний Стандартной модели могли бы свидетельствовать о вкладе «новой физики» [2,3], что говорит о важности работы в данном направлении. В коллаборацию ATLAS входят российские исследователи из ряда научных учреждений. [1] Aad G et al. Phys. Rev. Lett. 129 061803 (2022) [2] Гниненко С Н, Красников Н В, Матвеев В А УФН 191 1361 (2021); Gninenko S N, Krasnikov N V, Matveev V A Phys. Usp. 64 1286 (2021) [3] Боос Э Э УФН 192 697 (2022); Boos E E Phys. Usp. 65 (7) (2022)

Спектроскопия спинового шума

Спектры флуктуаций намагниченности (спиновый шум) содержат важную информацию о свойствах различных материалов [4,5]. Одним из методов детектирования спинового шума является измерение шумов фарадеевского вращения – поворота плоскости поляризации зондирующего луча, проходящего через образец. Ранее считалось, что к оптически анизотропным кристаллам этот подход не применим из-за искажения поляризации. В.С. Запасский (Санкт-Петербургский государственный университет) и его коллеги в своей работе [6] показали и теоретически и экспериментально, что данная проблема имеет место только для однородных кристаллов, тогда как в случае сред со случайными нескоррелированными неоднородностями (спиновыми флуктуациями) шумы фарадеевского вращения не подавляются, и спектроскопия спинового шума остается эффективным методом исследования. Этот вывод был проверен в эксперименте с кристаллами CaWO4 и LiYF4, активированными ионами Nd3+. Кристаллы помещались в криостат при температуре 3~К в магнитном поле, и изучались переходы между уровнями в Nd3+ при прохождении лазерного излучения. Эксперимент подтвердил, что анизотропия не влияет существенно на измерение спинового шума. Метод физических исследований «спектроскопия спинового шума» был разработан Е.Б. Александровым и В.С. Запасским в 1981 г [7]. Полученные новые результаты открывают перспективы для его применения в случае оптически анизотропных и неоднородных сред. [4] Запасский В С, Козлов Г Г УФН 187 675 (2017); Zapasskii V S, Kozlov G G Phys. Usp. 60 628 (2017) [5] Смирнов Д С, Манцевич В Н, Глазов М М УФН 191 973 (2021); Smirnov D S, Mantsevich V N, Glazov M M Phys. Usp. 64 923 (2021) [6] Kozlov V O et al. Phys. Rev. Lett. 129 077401 (2022) [7] Александров Е Б, Запасский В С ЖЭТФ 81 132 (1981); Aleksandrov E B, Zapasskii V S Sov. Phys. JETP 54 64 (1981)

Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением и поверхность Ферми

Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением (ФСУР) начала применяться ровно сто лет назад и стала одним из основных методов исследования в физике твердого тела [8]. S. Borisenko (Институт твердого тела и материалов им. Г.В. Лейбница и компания Fermiologics, Германия) и соавторы усовершенствовали методику ФСУР и получили 3D изображения поверхности Ферми с высоким разрешением за короткий промежуток времени [9]. Между образцом и детектором была помещена электронная линза, что увеличило угловое разрешение. Вторым ключевым моментом стал отрицательный потенциал отсечки, который устанавливается чуть ниже пороговой энергии фотоэлектронов. Это позволило с высокой точностью измерять их спектр. В экспериментах, реализующих эти идеи, продемонстрировано измерение 3D формы поверхности Ферми в соединении TiTe2, а также выполнены детальные 2D измерения поверхности Ферми в ряде сверхпроводников, топологических изоляторов и других веществ. [8] Максимов Е Г, Саврасов С Ю УФН 160 155 (1990); Maksimov E G, Savrasov S Yu Sov. Phys. Usp. 33 763 (1990) [9] Borisenko S et al. Nature Communications 13 4132 (2022)

Эффект Джозефсона в атомном масштабе

В 1966 г. И. Кулик показал [10], что наличие в туннельном контакте между сверхпроводниками спиновых состояний может обратить направление джозефсоновского тока за счёт сдвига фазы на π. Этот эффект наблюдался в мезоскопических системах, однако на атомных масштабах аналогичный эффект, известный под названием «состояние Ю – Шиба – Русинова», ранее реализовать не удавалось. S. Karan (Институт исследований твёрдого тела общества им. Макса Планка) и соавторы выполнили новый эксперимент [11], в котором впервые наблюдалось состояние Ю – Шиба – Русинова. Магнитная примесь была помещена на конец сверхпроводящей ванадиевой иглы, которая приближалась к сверхпроводящему образцу. Это устройство отличается от обычного СКВИДа тем, что в нём нет петли, а фаза сдвигается посредством квантового фазового перехода, при котором имеет место деструктивная интерференция двух транспортных каналов и обращение сверхтока между иглой и образцом, что служит признаком состояния Ю – Шиба – Русинова. Эффект Джозефсона в атомном масштабе может найти применение в квантовых сенсорах и в исследовании механизмов сверхпроводимости. [10] Кулик И О ЖЭТФ 49 1211 (1965); Kulik I JETP 22 841 (1966) [11] Karan S et al. Nature Physics 18 893 (2022)

Периодичность в быстром радиовсплеске FRB 20191221A

Механизм генерации быстрых радиовсплесков – приходящих из космоса радиосигналов миллисекундной длительности – пока не выяснен. Одной из гипотез являются вспышки на нейтронных звёздах – магнетарах [12]. B.C. Andersen (Макгиллский университет, Канада) и её соавторы из коллаборации CHIME/FRB обнаружили быстрый радиовсплеск FRB 20191221A, который имеет полную длительность примерно 3 с и содержит девять компонент, разделённых интервалами времени, кратными 217 мс [13]. Статистическая значимость обнаруженной периодичности – 6,5 σ, а большая мера дисперсии всплеска говорит о его внегалактическим происхождении. Хотя уже известны источники повторных всплесков с нестрогой периодичностью, столь быстрая периодичность как у FRB 20191221A ранее не наблюдалась. Она свидетельствует в пользу модели [14] генерации всплесков непосредственно в магнитосфере вращающейся нейтронной звезды (как у всплесков на галактических радиопульсарах, но гораздо большей мощности) и ограничивает модели, в которых всплески генерируются в более удалённых областях. [12] Попов С Б, Постнов К А, Пширков М С УФН 188 1063 (2018); Popov S B, Postnov K A, Pshirkov M S Phys. Usp. 61 965 (2018) [13] Andersen B C et al. Nature 607 256 (2022) [14] Popov S B, Postnov K A, arXiv:0710.2006 [astro-ph]

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