RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 7, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Новости физики в Интернете


Адронный вклад в аномальный магнитный момент мюона

Результаты последних измерений аномального магнитного момента мюона aμ=(gμ-2)/2 расходятся с теоретическими расчётами на уровне 5 σ. Основная неопределённость связана с адронным вкладом – адронной поляризацией вакуума [1]. Адронный вклад измеряется по эффекту рождения пионов при электрон-позитронных столкновениях e+e− →  π+π−, однако между данными различных экспериментов имеется заметное расхождение. Новые измерения сечения процесса e+e− → π+π− выполнены с помощью детектора CMD-3 на электрон-позитронном коллайдере VEPP-2000 в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск) при энергии в системе центра масс 0.32-2.0 ГэВ [2]. Благодаря уникальной круговой оптике пучка в эксперименте достигаются светимости в пучке на уровне максимальных мировых значений. CMD-3 включает дрейфовую камеру, сверхпроводящий соленоид и калориметры. Результаты регистрации 209 событий представлены в терминах пионного форм-фактора, содержащего адронный вклад в aμ. Полученная величина aμ согласуется с расчётами в рамках Стандартной модели на уровне 0,9 σ. Пока неясно, в чём причина расхождения с другими измерениями, в том числе, на детекторе CMD-2 – предшественнике CMD-3. [1] Логашенко И Б, Эйдельман С И УФН 188 540 (2018); Logashenko I B, Eidel’man S I Phys. Usp. 61 480 (2018) [2] Ignatov F V et al. Phys. Rev. Lett. 132 231903 (2024)

Фононный эффект Штарка

Обычный эффект Штарка, открытый в атомах водорода в 1913 г., заключается в сдвиге или расщеплении спектральных линий под влиянием внешнего электрического поля. В физике твёрдого тела аналог эффекта Штарка ранее наблюдался только для экситонов (связанных систем электронов и дырок). Z. Huang (Институт физики Китайской академии наук) и соавторы впервые обнаружили эффект Штарка для фононов – квазичастиц, соответствующих акустическим осцилляциям кристаллической решётки твердого тела [3]. Двухслойное соединение MoS2 в фазе 2H было заключено между слоями гексагонального нитрида бора h-BN, и к образцу подключались электроды из многослойного графена. Измерялась фотолюминесценция в зависимости от электрического поля. В результате был обнаружен гигантский линейный эффект Штарка для фононов, в котором сдвиг частоты достигал ≈ 1 ТГц. Выполненные авторами теоретические расчёты объясняют гигантский эффект Штарка сильной связью между фононами и межслойными экситонами. Эффект Штарка для фононов имеет широкие перспективы практического применения, например, для сверхбыстрого переключения магнитных и других свойств веществ и для создания фононных лазеров. [3] Huang Z et al. Nature Communications 15 4586 (2024)

Регистрация вращения Земли с помощью квантово запутанных фотонов

Интерферометры, использующие свойство квантовой запутанности частиц, представляют большой интерес для фундаментальных исследований, т.к. они могут давать высокое разрешение сдвига фазы. R. Silvestri (Венский университет, Австрия) и соавторы продемонстрировали новый квантовый фотонный интерферометр Саьяка, с помощью которого можно регистрировать даже суточное вращение Земли [4]. Интерферометр включал оптоволокно длиной 2 км на алюминиевом 1,5-метровом каркасе. Эффективная площадь интерферометра составляла 700 м2. В оптоволокне в противоположных направлениях распространялись запутанные фотоны в состояниях N00N, полученные по механизму параметрической вниз-конверсии. При N=2 получена рекордная для оптических квантовых интерферометров чувствительность к вращению 5 мкрад с−1, что на три порядка превышает чувствительность прежних квантовых интерферометров Саньяка. При дальнейшем усовершенствовании данной методики может быть достигнута чувствительность, требуемая для регистрации эффектов Общей теории относительности и, возможно, квантово-гравитационных эффектов. [4] Silvestri R et al. Science Advances 10 eado0215 (2024)

Новые наблюдения телескопа им. Дж. Уэбба. Галактики на z ≈ 14

Ранее космическим телескопом им. Дж. Уэбба (JWST) были обнаружены три галактики-кандидата на красных смещениях z>14, однако их z были оценены лишь фотометрическим способом. В новых наблюдениях JWST с использованием спетрографа NIRSpec подтверждены спектроскопически красные смещения z = 14,32+0,08−0,20 и z=13,90 ± 0,17 для двух из трёх указанных галактик [5]. Хотя линии в их спектрах не видны, в УФ-континууме четко виден Layman-α-завал спектра. Радиусы галактик составляют 260 и 160 пк, а звёздная масса первой из них оценивается на уровне 1 % от звёздной массы нашей Галактики. Для третьей галактики из-за слабости её излучения определить z пока не удается. Красному смещению z ≈ 14 соответствует возраст Вселенной всего 300 млн. лет. По существующим теориям, в эту эпоху галактик должно быть на порядок меньше, чем наблюдается, и данное расхождение пока не имеет надёжного объяснения. [5] Carniani S et al., arXiv:2405.18485 [astro-ph.GA]

Избыток спиральных галактик на z = 0,5-4

Еще одно наблюдение JWST выявило неожиданно большое число спиральных галактик на красных смещениях 0,5 ≤ z ≤ 4, примерно в два раза больше, чем получено в наблюдениях космического телескопа им. Э. Хаббла [6]. Из 873 наблюдавшихся JWST галактик визуальным методом 216 были отнесены к спиральным. Для оценки эффективности выделения спиралей каталоги современных спиральных галактик были преобразованы в модельный набор галактик в ранней Вселенной, и производился их подсчёт. С учётом найденной таким способом эффективности выделения спиралей получено, что на всех исследуемых z доля спиральных галактик составляет ≈ 40 %, а на z ≈ 3 их не менее ≈ 20 %. Данные наблюдения свидетельствуют в пользу эволюционной картины формирования галактик, в которой дисковые галактики формируются при z > 4-5, и до z ≈ 3 их диски становятся динамически холодными и тонкими. [6] Kuhn V et al. Astrophys. J. Lett. 968 L15 (2024)

Быстро растущая чёрная дыра

Также телескопом JWST выполнено наблюдение уникального объекта LID-568 на z = 3,965, представляющего собой черную дыру (ЧД) с массой 7,2 × 106 M☉ [7]. Это сильно затенённое пылью активное галактическое ядро ранее было обнаружено в рентгеновских наблюдениях телескопом Chandra, но в оптическом диапазоне вокруг LID-568 звёздной галактики не видно. Телескопу JWST удалось обнаружить истечение газа от ЧД в ИК-диапазоне и измерить ИК-спектр. Характеристики излучения свидетельствуют о том, что ЧД аккрецирует газ с темпом, на два порядка величины превышающем эддингтоновских предел аккреции. Т.е., LID-568 представляет собой экстремально быстро аккрецирующую и растущую ЧД. Образование звёзд, вероятно, было подавлено обратным влиянием излучения от аккреции. ЧД могла набрать большую часть своей массы в режиме суперэддингтоновской аккреции за &asymp 107 лет, поэтому наблюдение объекта LID-568, возможно, дает ключ к загадке появления и быстрого роста сверхмассивных ЧД, если похожие объекты существовали в более ранние эпохи. [7] Suh H et al., arXiv:2405.05333 [astro-ph.GA]

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