ATLAS впервые измерил ширину W-бозона на БАКе

Используя данные протон-протонных столкновений при энергии 7 ТэВ, собранные во время первого запуска БАКа, коллаборация ATLAS впервые измерила ширину W-бозона на Большом адронном коллайдере (LHC) — 2202 ± 47 МэВ. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv. На сегодняшний день это самое точное измерение, полученное в ходе одного эксперимента. Ширина W-бозона ранее была измерена на Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) ЦЕРН и Тэватронном коллайдере Фермилабы, что дало среднее значение 2085 ± 42 миллиона электронвольт (МэВ), что соответствует предсказанию Стандартной модели 2088 ± 1 МэВ.

Электрическое переключение вектора Нееля на 180° в спинорасщепляющемся антиферромагнетике

Группа физиков теоретически предложила новый механизм электрического переключения вектора Нееля на 180° и экспериментально реализовала его в антиферромагнитных материалах со структурой зон спинового расщепления (C- парная блокировка спиновой долины, также называемая альтермагнитом). Также продемонстрирована способность материала манипулировать вектором Нееля, открыв путь к производству сверхбыстрых устройств памяти. Эта фундаментальная работа позволила осуществить преобразование информации между зарядовыми и спиновыми степенями свободы в антиферромагнетике, открыв путь к быстрому развитию спинтроники в электронной промышленности. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Сильно связанные спиновые волны и поверхностные акустические волны при комнатной температуре

При комнатной температуре удалось создать сильную связь между двумя формами волн в тонкой пленке — магнонами и фононами. Так как обычные звуковые волны на поверхностях плохо связываются с магнитами, то были использованы поперечные звуковые волны, которые лучше для этого подходят. В эксперименте был использован наноструктурный резонатор поверхностных акустических волн, который ограничивает ультразвуковые волны в определенном месте и усиливает поперечные звуковые волны, обеспечивая сильную связь между поверхностными звуковыми волнами и магнитами в резонаторе. Благодаря этому исследователям удалось добиться сильной магнитно-звуковой связи в пленке Co₂₀Fe₆₀B₂₀ при комнатной температуре.

Сверхвысокая добротность левитирующего наномеханического генератора

Группа физиков представила успешное создание левитирующего наномеханического генератора со сверхвысокой добротностью, значительно превосходящей предыдущие экспериментальные достижения. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters. Команде удалось левитировать наночастицу кремнезема в линейной ловушке Пола в условиях сверхвысокого вакуума. Что делает это достижение особенно примечательным, так это зафиксированная исключительно низкая скорость рассеивания энергии с добротностью, превышающей 10 миллиардов. Это более чем стократное улучшение по сравнению с предыдущими попытками. Эксперимент проводился в среде с чрезвычайно низким давлением, что является критическим фактором в уменьшении взаимодействия с окружающим воздухом, который в противном случае заглушил бы движение генератора.

Доказательства существования киральных гравитонных мод в дробных квантовых холловских жидкостях

Группа ученых из Колумбии, Нанкинского университета, Принстона и Мюнстерского университета в журнале Nature представила первые экспериментальные доказательства коллективных возбуждений со спином, называемых киральными гравитонными модами (CGM), в полупроводниковом материале. Учёные обнаружили частицу в типе конденсированного вещества, называемом жидкостью с дробным квантовым эффектом Холла (FQHE). Авторы статьи адаптировали (для циркулярно поляризованного света) метод низкотемпературного резонансного неупругого рассеяния, который измеряет, как частицы света, или фотоны, рассеиваются при попадании на материал. Когда поляризованные фотоны взаимодействуют с частицей, такой как CGM, которая также вращается, знак спина фотонов будет меняться в ответ более отчетливо, чем если бы они взаимодействовали с другими типами мод.

Измерение земных приливов с помощью диамагнитно-левитирующего микрогенератора при комнатной температуре

Физики разработали высокочувствительный гравиметр, который может стабильно работать при комнатной температуре. Большой магнит прикрепили вверху шкафа, под большим магнитом поместили малый магнит, в отталкивающем поле которого расположили графитовую оболочку. Противоположный магнетизм заставил меньший магнит левитировать. Небольшое отталкивание привело к вертикальным колебаниям — регулировка расстояния между магнитами позволила уменьшить их до 1 Гц. Затем был добавлен провод, который свисал с большего магнита — его движение вверх или вниз отражало изменения гравитационного притяжения. Это движение измерялось с помощью вертикального лазера, который испытывал разную степень интенсивности (поскольку во время движения его блокировал провод) — это позволило рассчитать величину гравитации.

Точный тест универсальности лептонного аромата в распадах W-бозона на мюоны и электроны в pp-столкновениях

Коллаборация ATLAS представила результат своего последнего испытания ключевого принципа Стандартной модели физики элементарных частиц, известного как универсальность лептонного аромата. Точность результата является лучшей, когда-либо достигнутой в одном эксперименте по распаду W-бозона, и превосходит текущие экспериментальные средние значения. Ранее ATLAS сообщила о наиболее точном в мире измерении отношения скорости распада W-бозона на тау-лептон к скорости его распада на мюон, продемонстрировав, что события столкновения, в которых пара образование топ-кварков обеспечивает обильный и чистый образец W-бозонов. В новом эксперименте соотношение скорости распада W-бозона в мюон и скорости его распада в электрон находится в пределах примерно 0,6% от единицы, что соответствует равным скоростям.

Спектральная асимметрия вызывает возвратный квантовый эффект Холла в топологическом изоляторе

Физики-экспериментаторы и теоретики из Вюрцбургского института топологических изоляторов наблюдали возвратный квантовый эффект Холла в устройстве из теллурида ртути и идентифицировали его как признак аномалии четности. В устройстве из теллурида ртути электроны на верхней и нижней поверхностях ведут себя как релятивистские частицы Дирака, которые (как предсказано) должны подвергаться так называемой аномалии четности. В твердотельных экспериментах аномалия четности приводит к эффекту, называемому спектральной асимметрией, который можно измерить как необычное изменение электрического сопротивления.

Международная конференция — 39-е Совещание по физике низких температур

С 3 по 7 июня 2024 года состоится 39-е Совещание по физике низких температур (Международная конференция). Рабочие языки конференции – русский, английский. Тезисы (на русском или английском языке) будут изданы к началу работы конференции (с присвоением DOI). Конференция проводится в Большой Гостиной Научного центра РАН в Черноголовке, проживание планируется в гостинице Научного центра РАН в Черноголовке.

Открытие скрытой квантовой критической точки в двумерных сверхпроводниках

Аномальное металлическое состояние в магнитном поле при абсолютном нуле в двумерных сверхпроводниках возникает из-за существования квантовой критической точки. Другими словами, аномальное металлическое состояние представляет собой расширенное квантовое критическое основное состояние для перехода сверхпроводник-изолятор. Установлено, что квантовое движение линий магнитного потока происходит в аномальном металлическом состоянии с использованием термоэлектрического эффекта, в котором напряжение генерируется в зависимости от теплового потока (градиента температуры), а не тока. В исследовании были изготовлены и использованы тонкие пленки молибден-германий с аморфной структурой (двумерный сверхпроводник с однородной структурой и беспорядком). Его толщина составляет 10 нанометров.