Иллюстрация: L. J. Broussard et al. / Physical Review Letters. Американские физики провели эксперимент с целью проверки гипотезы о существовании зеркальной материи. В ходе исследования ученые использовали метод регенерации холодных нейтронов в магнитном поле. Полученные результаты существенно сузили круг теоретических моделей, которые могли бы объяснить несоответствие в измеренных значениях времени жизни свободного нейтрона. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Суть проблемы заключается в расхождении результатов, полученных различными методами измерения времени жизни нейтрона. Свободный нейтрон, как правило, распадается на протон, электрон и антинейтрино. Один из методов измерения подразумевает анализ продуктов распада нейтронов в пучке холодных нейтронов, что дает время жизни 888,1±2,0 секунд. Второй метод заключается в удержании нейтронов в трехмерных магнитных или гравитационных ловушках, напоминающих по форме бутылку, и подсчете их количества по истечении определенного времени.
Архив рубрики: Наука
Закрученное рентгеновское излучение позволило исследовать хиральность молекул
Иллюстрация от Jérémy R. Rouxel et al. / Nature Photonics. Инициативная группа физиков из Европы, используя закрученное рентгеновское излучение, добились быстрого измерения сигнала вихревого дихроизма у молекулярного комплекса. Для достижения этой цели они пропускали простой рентгеновский луч через спиральные зонные пластинки с различными топологическими зарядами. Предложенный учеными метод превосходит по точности традиционные методы, основанные на круговом дихроизме, при исследовании хиральности молекул. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics. В квантовом описании света, классические характеристики света сопоставляются с корпускулярными свойствами фотонов. Известно, что безмассовые фотоны обладают лишь двумя возможными проекциями спина (равного единице) на направление движения. Эти состояния, именуемые спиральностью, соответствуют правой и левой круговой поляризации света. Относительно недавно было обнаружено и активно изучается другое корпускулярное свойство, характерное для частиц с массой – орбитальный момент.
Создана технология самосборки частиц в структуры, способные к случайной лазерной генерации
Иллюстрация от Manish Trivedi et al. / Nature Physics. Группа британских физиков смогла разработать совершенно новую технологию самосборки коллоидных частиц в структуры, способные к спонтанной генерации лазерного излучения. Ключевая особенность данного подхода заключается в том, что лазеры случайного характера возникают и исчезают вблизи ряда дополнительных композитных янусовских частиц, в зависимости от включения их тепловой накачки. Расположение нескольких таких янусовских частиц позволяет контролировать область лазерной генерации и создавать источники света произвольной геометрической формы. Полученные результаты исследования опубликованы в известном журнале Nature Physics. Самоорганизация выражается в спонтанном возникновении упорядоченной структуры, охватывающей расстояния, значительно превосходящие масштаб взаимодействия между отдельными элементами. Она играет фундаментальную роль в биологических процессах, как на молекулярном уровне, так и на уровне популяций.
Получены экспериментальные данные о динамике коллективного поглощения и испускания ансамблем атомов одиночных фотонов
Иллюстрация: Riccardo Pennetta et al. / Physical Review Letters. Инициативная группа физиков недавно провела новое экспериментальное исследование полной динамики коллективного поглощения и испускания одиночных фотонов ансамблем атомов. Было установлено, что интенсивность этих взаимодействий нарастает вдоль массива атомов в направлении распространения света. Исследователи также зафиксировали наличие оптических коллективных эффектов у атомов, разделенных расстоянием в десятки метров. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. Открытие фундаментальных законов квантового мира позволило обнаружить и изучать новые необычные коллективные эффекты. К ним относится явление сверхизлучения, теоретически предсказанное Дикке. Суть этого явления заключается в способности атомов, расположенных на расстоянии, меньшем длины волны, коллективно испускать идентичные фотоны, что сказывается на интенсивности и скорости излучения.
Сильная спин-обменную связь между ядрами калия и гелия-3 была получена с помощью магнитного поля
Иллюстрация от R. Shaham et al. / Nature Physics. Исследователи из Израиля провели убедительное доказательство сильной спин-обменной связи между ядрами калия и гелия-3 в простой атомной газовой смеси. С помощью магнитного поля они создали необходимые условия для наблюдения гибридизации спиновых состояний, что выразилось в осцилляциях спиновой поляризации обоих газов с течением времени. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics. Ядерные спины благородных газов выделяются среди множества физических реализаций кубитов благодаря продолжительному времени жизни состояний и высокой когерентности их суперпозиции – дни и часы соответственно. Такая стабильность обусловлена эффективным экранированием ядер инертными электронными оболочками и устойчивостью самого ядра. Это делает ядра отдельных изотопов, например, гелия-3, превосходными детекторами магнитного поля. Ученые также предсказывают им роль эффективных переносчиков квантовой информации и даже квантовой запутанности.
Специальная комбинация двух лазерных лучей смогла намагнитить газ из атомов гелия
Иллюстрация: Jonas Wätzel et al. / Physical Review Letters. Группа физиков осуществила намагничивание газа атомов гелия в течение наносекунд при помощи света. В ходе эксперимента была использована комбинация двух лазерных лучей: один из них обладал кольцевым профилем интенсивности и переносил орбитальный момент. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters. В физике известно, что электрический заряд отвечает за взаимодействие с электрическим полем. Магнитного аналога заряда не существует, хотя поиск такого аналога ведется активно. В качестве меры способности создавать и воспринимать магнитное поле используется магнитный момент. Согласно классической электродинамике, замкнутый контур с током обладает магнитным моментом. В квантовой механике магнитные моменты могут присущи отдельным атомам, а мера их взаимодействия с магнитным полем определяется сложным соотношением между спиновыми и орбитальными квантовыми числами.
