RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Распад бозона Хиггса на Z-бозон и фотон

После обнаружения в 2012 г. бозона Хиггса в экспериментах ATLAS и CMS, выполняемых на Большом адронном коллайдере, продолжается активное исследование этого бозона, и к настоящему времени уже проверен ряд его свойств, предсказываемых Стандартной моделью [1]. В Стандартной модели бозон Хиггса имеет фундаментальное значение, отвечая за появление массы у других элементарных частиц. Комбинация данных тех же экспериментов ATLAS и CMS за период 2015-2018 гг. позволила впервые с достаточно большой достоверностью 3,4 σ зарегистрировать ещё один предсказанный редкий процесс распада хиггсова бозона на Z-бозон и фотон, идущий с вероятностью всего 1,5 × 10−3 при массе бозона Хиггса вблизи 125 ГэВ [2]. Использовались данные по pp-столкновениям с энергией в системе центра масс 13 ТэВ. Z-бозон регистрировался по его распадам на пары e+e- и μ+μ-. Измеренная вероятность распадов Z-бозона (3,4 ± 1,1) × 10−3 согласуется с теоретическим ожидаем в пределах 1,9 σ. Исследование канала распада H → Zγ важно, в частности, тем, что в промежуточных виртуальных состояниях указанного канала может содержаться вклад новых частиц и взаимодействий [3]. [1] Хайнеман Б, Нир Й УФН 189 985 (2019); Heinemann B, Nir Y Phys. Usp. 62 920 (2019) [2] Материалы конференции LHCP-2023 [3] Казаков Д И УФН 189 387 (2019); Kazakov D I Phys. Usp. 62 364 (2019)

Проверка квантовой электродинамики с помощью экзотических атомов

Для поиска новых эффектов и, возможно, проявлений новой физики за пределами Стандартной модели представляет интерес проверка теории квантовой электродинамики в области сильного электрического поля. Альтернативой многозарядным ионам является исследование мюонных атомов, в которых один из электронов заменён на мюон (об экзотических автомах см. [4]). Орбиталь мюона из-за его большой массы располагается в 207 раз ближе к ядру, где поле в 40000 раз сильнее. T. Okumura (Институт физико-химических исследований RIKEN, Япония) и соавторы изучили рентгеновские спектры мюонного неона – системы из ядра неона и мюона [5], возникавших при при столкновении пучка мюонов с газообразным неоном при низком давлении. С помощью сверхпроводящих рентгеновских детекторов (датчиков переходного края -- TES) измерялась энергия переходов 5g → 4f и 5f → 4d. Выбор этих уровней обусловлен их достаточной удаленностью от ядра, что уменьшает поправку на размер ядра. Было получено отличное согласие с теоретическими расчётами. В частности, эффект поляризации вакуума в сильном поле проверен с точностью 5,8 %. Точность полученных результатов сопоставима с точностью проверки квантовой электродинамики в сильном поле с использованием многозарядных ионов урана. [4] Меньшиков Л И, Есеев М К УФН 171 149 (2001); Men'shikov L I, Eseev M K Phys. Usp. 44 135 (2001) [5] Okumura T et al. Phys. Rev. Lett. 130 173001 (2023)

Монопольный переход в α-частицах

Сложная структура сильных взаимодействий во многих случаях не позволяет давать полные теоретические предсказания явлений в ядерной физике. Исследование S. Kegel (Университет Йоханнеса Гутенберга в Майнце, Германия) и соавторов процесса возбуждения ядер гелия (α-частиц) подтверждают, что теоретические расчёты в данном случе плохо согласуются с экспериментом [6]. Переходы между основным уровнем α-частицы O+1 и первым возбужденным уровнем O+2 (монопольные переходы) исследовались на микротроне Майнца (MAMI), где электронный пучок соударялся с ядрами холодного гелия, и измерялся спектр рассеянных электронов с импульсами Q2=0,5-5 фм−2. Расчёты в рамках киральной эффективной теории поля не могут пока воспроизвести полученный форм-фактор монопольного перехода. Это расхождение известно уже около 10 лет, но точность новых измерений значительно превосходит точность предшествующих, которые к тому же охватывали только отдельные участки указанного интервала Q2. Авторы работы полагают, что расхождение может объясняться неточностями в структуре ядерного гамильтониана. Резонансный уровень O+2 интересен тем, что он лежит лишь немного выше энергии распада ядра, и пока неясно, является ли ядро гелия на уровне O+2 преимущественно коллективным четырёхнуклонным возбуждением, или это молекулярное состояние протона и ядра трития. [6] Kegel S et al. Phys. Rev. Lett. 130 152502 (2023)

Спиральная спиновая жидкость

Необычные спиновые структуры (скирмионы и др.) важны как с фундаментальной точки зрения, так и для их потенциального применения в новых технологиях [7-9]. Мало изученной пока структурой оставалась спиральная спиновая жидкость – коррелированное парамагнитное состояние, образуемое флуктуирующими спиновыми спиралями. Оно было предсказано теоретически в моделях Гейзенберга J1-J2, но до сих пор экспериментально не наблюдалось. Сложность его регистрации связана с тем, что у веществ имеется намного больше шансов перейти в другие более типичные магнитные состояния. J.N. Graham (Бирмингемский университет, Великобритания и Институт Лауэ – Ланжевена, Франция) и соавторы методом рассеяния нейтронов на поликристаллическом образце впервые обнаружили спиральную спиновую жидкость в соединении LiYbO2 [10]. В картах диффузного рассеяния были выявлены спиральные контуры, соответствующие спиральной спиновой жидкости. О наличии этого состояния также свидетельствовали измеренные спин-спиновые корреляционные функции. [7] Борисов А Б УФН 190 291 (2020); Borisov A B Phys. Usp. 63 269 (2020) [8] Первишко А А, Юдин Д И УФН 192 233 (2022); Pervishko A A, Yudin D I Phys. Usp. 65 215 (2022) [9] Орлов Ю С и др. УФН 193 689 (2023); Orlov Yu S et al. Phys. Usp. 66(7) (2023); [10] Graham J N et al. Phys. Rev. Lett. 130 166703 (2023)

Кольцеобразные структуры в центре галактики M87

Наблюдения, проведенные в 2017 г. с помощью Телескопа горизонта событий на волне 1,3 мм, выявили кольцеобразную структуру вокруг чёрной дыры (ЧД) в центре галактики M87. Эта структура, как полагают, образована гравитационно линзированным излучением центральной области. R.-S. Lu (Шанхайская астрономическая обсерватория, Китай и Радиоастрономический институт общества им. М. Планка, Германия) и соавторы обнародовали данные интерферометрических наблюдений той же области, выполненные с помощью нескольких радиотелескопов на волне 3,5 мм [11]. Благодаря усовершенствованной методике обработки данных удалось достичь в 4 раза более высокого разрешения, чем в предшествующих наблюдениях. На волне 3,5 мм также видна кольцеобразная структура диаметром 8,4+0,5-1,1 шварцшильдовских радиусов ЧД, что на 50 % больше, чем на волне 1,3 мм. Новая кольцеобразная структура интерпретируется как синхротронное излучение аккрецируемого вещества с поглощением. Кроме того, впервые наблюдалась переходная область от кольцеобразной структуры в релятивистскую струю (джет). Вблизи ЧД джет несколько шире, чем ожидалось, что указывает на возможное влияние ветра от аккреционного потока. О силуэте ЧД в M87 см. [12]. [11] Lu Ru-Sen et al. Nature 616 686 (2023) [12] Докучаев В И, Назарова Н О УФН 190 627 (2020); Dokuchaev V I, Nazarova N O Phys. Usp. 63 583 (2020)

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, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение