Новости физики в Интернете

Экспериментальное подтверждение эффекта Мигдала

1 февраля 2026

В 1939 г. выдающийся советский физик А.Б. Мигдал предсказал теоретически эффект передачи энергии от атомного ядра окружающим электронам [1]. При рассеянии нейтральной частицы ядро испытывает отдачу, электронные оболочки атома не успевают сразу перестроиться, и их деформация проявляется в виде электронного возбуждения или ионизации [2, 3]. Эффект Мигдала может быть крайне полезным для регистрации редких процессов, но наблюдать его в экспериментах по рассеянию ядер ранее не удавалось. D. Yi (Университет Китайской академии наук и Университет Гуанси, Китай) и соавторы впервые получили прямое экспериментальное подтверждение эффекта Мигдала в процессе столкновений нейтронов с ядрами [4]. Был разработан специальный низкофоновый газовый детектор, в котором с помощью пиксельного чипа наблюдались треки рассеянных ядер и электронов, исходящие из одной вершины (точки рассеяния). Из почти 10⁶ изученных событий взаимодействия нейтронов с ядрами, шесть событий соответствовали эффекту Мигдала, а статистическая достоверность регистрации эффекта составила 5 σ. Измеренное сечение эффекта Мигдала в пределах погрешностей эксперимента согласуется с рассчитанным сечением. Таким образом, работа [4] устраняет давний пробел в экспериментальной проверке эффекта Мигдала и показывает принципиальную возможность регистрации с помощью этого эффекта легких частиц тёмной материи с массами 1-10³ МэВ. 11 марта 2026 г. исполняется 115 лет со дня рождения А.Б. Мигдала. В статьях [6 – 8] представлены воспоминания о его жизни и научной работе. [1] Мигдал А Б ЖЭТФ 9 1163 (1939) [2] Feinberg E L J. Phys. Acad. Sci. USSR 4 423 (1941) [3] Мигдал А ЖЭТФ 11 207 (1941); Migdal A J. Phys. Acad. Sci. USSR 4 449 (1941) [4] Yi D et al. Nature 649 580 (2026) [5] Александров А Б и др. УФН 191 905 (2021) [6] Беляев С Т и др. УФН 133 737 (1981) [7] Беляев С Т и др. УФН 161 187 (1991) [8] Амусья М Я, Трибуна УФН (2011)

Интерференция позитрония

1 февраля 2026

Позитроний Ps – связанное состояние электрона и позитрона e⁻e⁺ – имеет время жизни до аннигиляции 142 нс и ведёт себя как нейтральный атом, аналогично атому водорода. Y. Nagata (Токийский университет науки, Япония) и соавторы впервые продемонстрировали квантовую интерференцию Ps как целого (а не как системы двух отдельных частиц) в свободном пространстве [9]. Чистый пучок Ps получался в результате фоторасщепления ионов Ps⁻, возникающих при пролёте пучка e⁺ от радиоактивного источника через вольфрам. Дифракция Ps происходила на графене – слое углерода атомарной толщины. Первый интерференционный пик точно соответствовал периоду кристаллической решетки графена и энергии Ps как целого, а пиков, соответствующих энергии отдельных e⁻ или e⁺ не наблюдалось. Это свидетельствует о том, что имела место интерференция Ps как единого объекта, а не его составных частей. Ps, являясь нейтральной частицей, гораздо слабее взаимодействует с электромагнитными полями, например с поверхностными зарядами, по сравнению e⁻ или e⁺, поэтому в дифракционных исследованиях кристаллических веществ с помощью Ps можно будет исключить часть помех. О технике работы с позитронами см. [10]. [9] Nagata Y et al. Nature Communications, онлайн-публикация от 23 декабря 2025 г. [10] Есеев М К, Мешков И Н УФН 186 321 (2016)

Клонирование зашифрованных кубитов

1 февраля 2026

Свойство унитарности в квантовой механике приводит к «теореме о запрете клонирования», согласно которой нельзя создать точную копию неизвестного квантового состояния. Эта теорема накладывает существенное ограничение на возможность неразрушающего копирования квантовой информации, в том числе, она важна для квантовой криптографии. K. Yamaguchi (Университет Ватерлоо, Канада и Университет электросвязи, Япония) и A. Kempf (Университет Ватерлоо и Институт теоретической физики Perimeter, Канада) в своём теоретическом исследовании показали, что квантовое состояние всё же может быть скопировано, но только в том случае, когда это состояние зашифровано [11]. С помощью специального унитарного преобразования можно создать множество зашифрованных клонов кубита, но последующая дешифровка возможна лишь для одного клона. Дешифровка любого кубита уничтожает ключ шифрования, не позволяя дешифровать другие кубиты, как того и требует «теорема о запрете клонирования». Таким образом, сама эта теорема при копировании не нарушается. О квантовых технологиях и квантовой криптографии см. [12 – 16]. [11] Yamaguchi K, Kempf A Phys. Rev. Lett. 136 010801 (2026) [12] Никитов С А, Назаров Л Е УФН 195 1282 (2025) [13] Арбеков И М, Молотков С Н УФН 195 1021 (2025) [14] Арбеков И М, Молотков С Н УФН 191 651 (2021) [15] Трушечкин А С и др. УФН 191 93 (2021) [16] Молотков С Н УФН 176 777 (2006)

Дробные состояния Холла с чётным знаменателем

1 февраля 2026

Квазичастицы с дробными зарядами [17, 18], как правило, подчиняются статистике энионов – промежуточной между бозонной и фермионной статистиками. Предполагается, что среди состояний с чётным знаменателем могут быть неабелевы состояния, когда при обмене двух частиц местами изменяется не только фаза их общей волновой функции, но и её форма. J. Kim (Институт им. Вейцмана, Израиль) и соавторы получили в своем эксперименте свидетельства возможного существования неабелевых энионов [19]. Изучалась двухслойная Ван дер Ваальсова гетероструктура на основе бислоя графена, заключённого между слоями гексагонального нитрида бора. В этой структуре по различным траекториям распространялись квазичастицы-энионы, и наблюдалась их интерференция в зависимости от магнитного поля. В интерференционной картине была видна периодичность эффекта Ааронова – Бома с периодом в два кванта потока магнитного поля Φ₀. Наиболее консервативной интерпретацией является интерференция абелевых квазичастиц с зарядом e*=(1/2)e, однако возможен и вариант с неабелевыми квазичастицами, несущими заряды e*=(1/4)e и совершающими два обхода по контуру. Пока нельзя точно сказать, какой из двух вариантов наблюдался в эксперименте. Неабелевы состояния могут найти применение для передачи квантовой информации с топологической защитой. [17] Штермер Х УФН 170 304 (2000) [18] Девятов Э В УФН 177 207 (2007) [19] Kim J et al. Nature 649 323 (2026)

Наблюдения гамма-телескопа DAMPE

1 февраля 2026

Ранее телескопом Fermi-LAT на борту космической гамма-обсерватории им. Э. Ферми были обнаружены так называемые «пузыри Ферми» – гигантские образования по обе стороны от диска Галактики – и избыток гамма-излучения из центральной области Галактики. Происхождение пузырей Ферми, вероятно, объясняется струйными выбросами из центра Галактики во время активности центральной чёрной дыры, а избыток гамма-излучения из центра Галактики может быть связан с аннигиляцией тёмной материи или излучением миллисекундных пульсаров [5]. До последнего времени Fermi-LAT был единственным телескопом, который наблюдал указанные два феномена. Космический гамма-телескоп DAMPE (DArk Matter Particle Explorer), запущенный в 2015 г. и регистрирующий гамма-фотоны с энергией выше 2 ГэВ, представил первое независимое подтверждение существования пузырей Ферми и избытка гамма-излучения из центра Галактики [20]. Достоверность регистрации этих гамма-источников по данным, накопленным за 8,5 лет наблюдений, составила ≈ 26 σ и ≈ 7 σ, соответственно, а их спектры и морфология полностью соответствуют предшествующим данным Fermi-LAT. Характер гамма-избытка от центра Галактики хорошо согласуется с моделью аннигиляции частиц тёмной материи с массами ≈ 50 ГэВ и сечением аннигиляции ‹ σ v› ≈ 10⁻²⁶ см³ с⁻¹ (по каналу b-кварков), близким к сечению рождения частиц тёмной материи в ранней Вселенной по тепловому механизму, но также допустим канал аннигиляции в τ-лептоны. [20] Alemanno F et al., arXiv:2512.23458 [astro-ph.HE]

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