Неожиданное увеличение отношения дейтерия к водороду в мезосфере Венеры

Благодаря наблюдениям космического зонда Venus Express Европейского космического агентства (ESA) исследователи обнаружили неожиданное увеличение содержания двух вариантов молекул воды — H2O и HDO — и их соотношения HDO/H2O в мезосфере Венеры. Это явление ставит под сомнение наше понимание истории вод Венеры и вероятности того, что в прошлом она была пригодна для жизни. Исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук, выявило два удивительных результата: концентрации H2O и HDO увеличиваются с высотой от 70 до 110 км, а соотношение HDO/H2O значительно возрастает на порядок в этом диапазоне, достигая уровней, более чем в 1500 раз превышающих показатели в океанах Земли. Предложенный механизм для объяснения этих результатов включает поведение аэрозолей гидратированной серной кислоты (H2SO4). Эти аэрозоли образуются прямо над облаками, где температура опускается ниже точки росы сернистой воды, что приводит к образованию аэрозолей, обогащенных дейтерием. Эти частицы поднимаются на большую высоту, где повышенная температура заставляет их испаряться, высвобождая более значительную долю HDO по сравнению с H2O. Затем пар переносится вниз, перезапуская цикл.

Универсальное масштабирование Киббла–Зурека в атомной сверхтекучей жидкости Ферми

Механизм Киббла–Зурека (KZ) — это теоретическая структура, введенная физиками Томом Киббл и Войцехом Зуреком. Эта структура по сути описывает образование топологических дефектов, когда системы подвергаются неравновесным фазовым переходам. Исследователи из Сеульского национального университета и Института фундаментальных наук в Корее недавно наблюдали масштабирование KZ в однородном и сильно взаимодействующем ферми-газе при его переходе в сверхтекучее состояние. Их статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может проложить путь для дальнейших экспериментальных исследований этой давней физической концепции. Центральное предсказание масштабирования KZ заключается в том, что количество квантовых вихрей должно масштабироваться по степенному закону относительно того, как быстро вы проходите через сверхтекучий фазовый переход. Настоящая изюминка исследования в том, что учёные наблюдали предсказанное поведение масштабирования KZ, используя как температуру, так и силу взаимодействия в качестве двух отдельных ручек управления.

Прецизионная спектроскопия ⁹Be преодолевает ограничения, связанные со структурой ядра

Электронная оболочка атомов действует как "электромагнитный щит", предотвращая прямой доступ к ядру и его свойствам. Группа учёных преуспела в точном измерении эффекта этого экранирования в атомах бериллия. Исследование опубликовано в журнале Nature. Магнитный момент бериллия-9 был определен с точностью в 40 раз лучше, чем раньше. Такие точные измерения не только важны для фундаментальной физики, они также помогают нам получить представление об определенных приложениях ядерного магнитного резонанса, которые применяются в химии и для высокоточных измерений магнитных полей.

Радиусы ядерного заряда изотопов кремния

В недавнем исследовании ученые провели лазерные измерения ядерных радиусов стабильных изотопов кремния кремний-28, кремний-29 и кремний-30. Они также измерили радиус нестабильного ядра кремний-32, которое имеет 14 протонов и 18 нейтронов. Исследователи использовали разницу между радиусом ядра кремний-32 и его зеркального ядра аргон-32, которое имеет 18 протонов и 14 нейтронов, чтобы установить ограничения на переменные, которые помогают описывать физику астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды. Результаты являются важным шагом в развитии ядерной теории, изучении ядер и их компонентов. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследователи использовали измерения сдвигов атомных изотопов методом лазерной спектроскопии для измерения ядерного радиуса различных изотопов кремния на установке спектроскопии BEam Cooler and LAser (BECOLA) в Центре пучков редких изотопов (FRIB) в Университете штата Мичиган. Результаты дают важный ориентир для развития ядерной теории. Разница радиусов заряда между ядром кремния-32 и его зеркальным ядром аргоном-32 использовалась для ограничения параметров, необходимых для описания свойств плотной нейтронной материи в нейтронных звездах. Полученные результаты согласуются с ограничениями из наблюдений гравитационных волн и других дополнительных наблюдаемых.

Когерентная энтропия при распространении через сложные среды

Как сообщается в Advanced Photonics, исследователи из Университета Сучжоу достигли значительного прогресса в понимании того, как свет ведет себя при прохождении через сложные и флуктуирующие среды. Этот прорыв может произвести революцию в различных приложениях, начиная от оптической связи и заканчивая передовыми методами визуализации. В области оптики деформация, мерцание и дрейф световых полей, вызванные сложными средами, исторически имели ограниченное практическое применение. Команда Университета Сучжоу представила новый подход к решению этой проблемы, используя концепцию, известную как энтропия когерентности. Когерентная энтропия, мера статистического свойства света, известного как когерентность, обеспечивает глобальную характеристику световых полей, подверженных случайным флуктуациям. Традиционно характеристика когерентности света была сложной и трудно поддающейся количественной оценке. Исследовательская группа успешно применила ортогональное модальное разложение к частично когерентным пучкам, что привело к введению когерентной энтропии как надежной метрики. Исследование показало, что энтропия когерентности остается стабильной при распространении света через унитарную систему, даже при столкновении со сложными и деформированными оптическими средами. Эта согласованность предполагает, что энтропия когерентности может быть надежным индикатором поведения светового поля в неидеальных условиях.

Обнаружен блазар, демонстрирующий синусоидальную радиопеременность

Международная группа астрономов сообщает об обнаружении блазара с весьма значительной синусоидальной радиопеременной с помощью радиообсерватории Owens Valley (OVRO). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной 5 августа в репозитории препринтов arXiv. Согласно статье, кривая блеска PKS J0805−0111 на частоте 15 ГГц демонстрирует четкую синусоидальную вариацию, которая доминирует над изменчивостью в течение значительной части периода наблюдения. Эта вариация имеет период приблизительно 1,42 года, который оказался стабильным в долгосрочных наблюдательных данных. Исследователи объяснили, что наблюдаемая периодичность может быть отнесена к красному шумовому хвосту спектральной плотности мощности (PSD). Они добавили, что обнаруженная синусоидальная радиовариация PKS J0805−0111 является дополнительной к регулярным вариациям блазара. Кроме того, астрономы обнаружили, что синусоидальные колебания исчезли менее чем за один период, а также снова появились менее чем за один период и с разными амплитудами. Поэтому они предсказывают, что синусоидальные колебания снова появятся в PKS J0805−0111 после перерыва в несколько лет, с тем же периодом и в фазе с синусоидальными колебаниями, описанными в исследовании.

Теория хаоса выявляет дальнюю связь в случайном поведении гренландских китов

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research, группа ученых из Японии, Гренландии и Дании обнаружила закономерности в поведении китов, которые могут дать подсказки о том, как они добывают пищу и общаются. Учёные изучили за 144 дня погружения 12 гренландских китов, помеченных в заливе Диско, Западная Гренландия. Обнаружено, что киты, ищущие пропитание, ныряют глубже в дневное время весной, и это ныряющее поведение явно синхронизировано с их вертикально мигрирующей добычей. Исследовательская группа также сделала удивительное открытие: два гренландских кита ныряли синхронно в течение недели, даже когда они находились на расстоянии около ста километров друг от друга. Пара — самка и ещё одна особь неизвестного пола — иногда находилась на расстоянии пяти, а иногда и сотен километров друг от друга, однако они точно рассчитывали время своих погружений продолжительностью до недели, хотя и на разную глубину. Синхронизация наблюдалась, когда они находились в пределах акустического диапазона друг от друга, который может превышать 100 километров. Учёные не записывали звуки китов, чтобы определить, взаимодействовали ли они, поскольку это остается технически сложной задачей.

Открытие TESS двух суперземель, вращающихся вокруг звезд-карликов класса М TOI-6002 и TOI-5713 вблизи долины радиуса

Используя спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), международная группа астрономов обнаружила две новые суперземные экзопланеты, вращающиеся вокруг соседних звезд M-карликов. Новые экзопланеты, обозначенные как TOI-6002 b и TOI-5713 b, в два раза больше нашей планеты. Об этом открытии сообщалось в статье, опубликованной 1 августа на сервере препринтов arXiv. TOI-6002 b имеет радиус 1,65 радиуса Земли и, по оценкам, почти в четыре раза массивнее Земли. Планета совершает оборот вокруг своей звезды каждые 10,9 дней на расстоянии около 0,06 а.е. Равновесная температура TOI-6002 b была рассчитана как 321,1 К. Что касается TOI-5713 b, то он примерно на 77% больше Земли, а его масса оценивается примерно в 4,3 массы Земли. Экзопланета имеет орбитальный период около 10,44 дня и отделена от родительской звезды на 0,06 а.е. Предполагается, что равновесная температура TOI-5713 b находится на уровне 347,2 К.

Обнаружен магнон-фононный резонанс Ферми в антиферромагнетике

В данной работе экспериментаторы и физики-теоретики, занимающиеся конденсированными средами из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Кельнского университета и Института Иоффе, открыли новый канал передачи энергии между магнонами и фононами в антиферромагнетике в условиях резонанса Ферми. Это может позволить в будущем контролировать такие антиферромагнитные системы для более быстрого и энергоэффективного хранения данных. Используя интенсивный и спектрально яркий сверхизлучающий источник ТГц на основе ускорителя в Центре источников мощного излучения ELBE HZDR, исследователи селективно возбудили антиферромагнитный спиновый резонанс и настроили его центральную частоту с помощью сильного внешнего магнитного поля до нескольких Тесла. Такая конфигурация позволила им настроить частоты спинового резонанса на половину частоты колебаний решетки, что соответствует условию резонанса Ферми. Был обнаружен новый режим связанной магнон-фононной динамики, который позволяет осуществлять обмен энергией между этими двумя подсистемами при резонансе Ферми. Настраивая частоты магнонов, учёные могут контролировать этот процесс и, в частности, усиливать магнон-фононную связь.