Новости физики в Интернете

Исследование нейтринных осцилляций в эксперименте NOvA

1 марта 2026

Эффект осцилляций нейтрино (превращения одних сортов нейтрино в другие) был надёжно подтвержден в экспериментах, однако осталась необходимость в уточнении параметров, описывающих осцилляции и имеющих важное значение для понимания ряда процессов в астрофизике и космологии [1, 2]. Коллаборацией NOvA представлены новые результаты исследований нейтринных осцилляций по данным, собранным за 10 лет [3]. В Лаборатории им. Э. Ферми (США) пучок нейтрино генерируется в процессах столкновения протонов с графитовой мишенью и последующего распада вторичных адронов. На расстояниях 1 км и 810 км расположены нейтринные детекторы, смещённые от оси пучка. Это позволяет измерить вероятность осцилляций нейтрино ν_μ→ ν_e на их пути между детекторами. Был обработан объём данных, в два раза больший, чем ранее, а также применялись усовершенствованные методы моделирования и анализа. В результате получено наиболее точное на сегодняшний день значение Δm₃₂²=2,431^+0,036_−0,034×10₋₃ эВ² (если имеет место прямое упорядочение масс) и Δm₃₂²=-2.479^+0,036_−0,036×10₋₃ эВ² (обратное). Причём прямое упорядочение в 2,4 раза более вероятно, чем обратное. В обоих случаях предпочтительной является область, близкая к максимальному смешиванию с углом sin²θ₃₂=0,55^0,02_−0,06. Вместе с данными других экспериментов полученные результаты приближают разгадку механизма нейтринных осцилляций и проясняют процессы с их участием. [1] Куденко Ю Г УФН 188 821 (2018); Kudenko Yu G Phys. Usp. 61 739 (2018) [2] Колупаева Л Д, Гончар М О, Ольшевский А Г, Самойлов О Б УФН 193 801 (2023); Kolupaeva L D, Gonchar M O, Ol’shevskii A G, Samoylov O B Phys. Usp. 66 753 (2023) [3] Abubakar S et al., Phys. Rev. Lett. 136 011802 (2026)

Квантовая запутанность атомов по состоянию их движения

1 марта 2026

Квантовая запутанность может касаться различных степеней свободы квантовых систем, но обычно в экспериментах изучается запутанность частиц лишь по спину. Только в случае фотонов были выполнены проверки неравенств Белла по состояниям движения (импульсам), а для массивных частиц подобные эксперименты ранее не проводились. Y.S. Athreya (Австралийский национальный университет) и соавторы впервые выполнили проверку неравенств Белла для импульсов метастабильных атомов гелия ⁴He^* [4]. Использование для этой цели ⁴He^* было предложено в работе R.J. Lewis-Swan и K.V. Kheruntsyan в 2015 г. Большая внутренняя энергия ⁴He^* обеспечивает точное обнаружение отдельных атомов с высоким пространственным и временным разрешением. В эксперименте Y.S. Athreya и др. при столкновении двух конденсатов Бозе – Эйнштейна атомов ⁴He^* формировались пары атомов с противоположными импульсами, и измерялись корреляции атомов после их прохождения через интерферометр Рарити – Тапстера. Проверка неравенств Белла дала прямое доказательство нелокальной квантовой природы системы двух атомов. Исследование запутанности массивных частиц по состоянию движения важно, в частности, для изучения квантово-гравитационных свойств частиц, движущихся в поле тяготения. [4] Athreya Y S et al., Nature Communications, онлайн-публикация от 4 февраля 2026 г.

Структурное суперскольжение на макромасштабе

1 марта 2026

Ранее эффект суперскольжения (superlubricity) твёрдых тел – скольжения почти без трения – был известен только на микро- и наномасштабах. Предпринимались попытки уменьшить трение макроскопических объектов путём создания на их поверхности мультиконтактных площадок с большим числом микроскопических выступов, но таким способом удавалось уменьшить коэффициент трения лишь до ≈ 10⁻³, что на три порядка меньше, чем при суперскольжении. Q. Zheng (Университет Цинхуа, Китай) и его коллеги впервые обнаружили реальный эффект суперскольжения на макромасштабе в пределах одного субмиллиметрового контакта между образцами графита, а также на стыке поверхностей графита и MoS₂ [5]. Авторы разработали новый метод изготовления почти бездефектных, атомарно гладких монокристаллических поверхностей с помощью эпитаксиального роста монокристаллического графита (диффузии углерода сквозь никель) и фотолитографии. Измеренные коэффициенты трения образцов размерами 0,02-0,2 мм достигали значений ≈ 10⁻⁶ в широком диапазоне нагрузок от 1 мН до 0,5 Н. Наблюдались также отрицательные дифференциальные коэффициенты трения, когда сила трения уменьшается при увеличении нагрузки. Возможно, здесь имеет место подавление внеплоскостного движения краевых атомов или муаровых выступов, либо отрыв краёв. Эффект суперскольжения может оказаться полезным при создании различных микромеханических устройств. [5] Han M et al., Phys. Rev. Lett., в печати (2026)

Эффект Померанчука для электронных подсистем в полимере

1 марта 2026

В 1950 году И.Я. Померанчук предсказал теоретически, что ультрахолодный жидкий ³Не вблизи точки затвердевания можно дополнительно охладить путём сжатия [6], и впоследствии этот компрессионный метод охлаждения был реализован на практике [7]. Данный эффект объясняется более высокой энтропией твердого ³Не при низких температурах по сравнению с энтропией жидкого ³Не. На эффект Померанчука в ³Не должны влиять магнитные поля посредством степеней свободы, связанных с ядерными спинами, однако в экспериментах с ³Не это влияние надёжно обнаружить не удалось. Аналог эффекта Померанчука наблюдался и для электронных степеней свободы в некоторых системах. N. Matsuyama (Токийский университет, Япония) и соавторы, используя гибридизацию орбиталей органических молекул с орбиталями неорганических элементов в полимерах (DMe-DCNQI)₂-Cu, обнаружили эффект Померанчука в электронной подсистеме данного полимера и изучили влияние на него магнитного поля [8]. Ввиду большой величины магнетона Бора для электронов, наблюдать влияние магнитного поля для таких систем оказывается проще, чем для ³Не, причём аналогом перехода жидкость-твёрдое тело служит переход металл-изолятор. В эксперименте N. Matsuyama и др. наблюдалось «затвердевание» (локализация) электронов, вызванное магнитным полем. Это позволяет предположить, что эффект Померанчука в магнитных полях подавляется. [6] Померанчук И Я ЖЭТФ 20 919 (1950) [7] Ричардсон Р К УФН 167 1340 (1997) [8] Matsuyama N et al., Nature Communications 17 367 (2026)

Обнаружение субгало тёмной материи методом пульсарного тайминга

1 марта 2026

В иерархической картине галактики формируются в процессах слияния менее массивных галактик между собой и захвата диффузной среды. В частности, в структуре гало нашей Галактики до настоящего времени должны оставаться захваченные массивные сгущения тёмной материи, которые не успели осесть к центру Галактики и разрушиться. S. Chakrabarti (Алабамский университет, США) и соавторы впервые обнаружили одно из таких субгало по влиянию его гравитационного поля на орбитальную скорость в двойных системах, содержащих пульсары [9]. Метод пульсарного тайминга, предложенный М.В. Сажиным в 1978 г. применительно к регистрации гравитационных волн, благодаря высокой стабильности вращения нейтронных звезд является чувствительным инструментом для регистрации чрезвычайно слабых эффектов [10, 11]. В работе [9] было выделено пять пар двойных систем, показывающих дополнительное изменение орбитального периода. Среди них нашлась пара систем, которая свидетельствует о наличии субгало с отношением сигнал-шум S/N ≈ 3 (для других S/N ≤1). Обе системы являются парами из нейтронной звезды и белого карлика. По наблюдению одной системы нельзя разделить вклады массы и расстояния (M/R²), но с помощью нескольких двойных систем уже можно сделать вывод о наличии субгало. Таким путём было установлено присутствие объекта с массой 2,45^+1,07_−0,96×10⁷M_☉ на расстоянии ≈ 0.9 кпк от Солнца. Наличие подобного субгало согласуется с теоретическими расчётами формирования Галактики. Обнаруженный объект имеет небарионную природу, т.к. масса газа и звёзд в нём на два порядка меньше указанной величины. Из наблюдений пока нельзя определить размер объекта, поэтому он может являться как сгущением тёмной материи, так и сверхмассивной чёрной дырой. [9] Chakrabarti S et al., Phys. Rev. Lett. 136 041201 (2026) [10] Сажин М В Астрон. журн. 55 65 (1978); Sazhin M V Sov. Astron. 22 36 (1978) [11] Постнов К А, Порайко Н К, Пширков М С УФН 195 154 (2025); Postnov K A, Porayko N K, Pshirkov M S Phys. Usp. 68 146 (2025)

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