Обнаружение оптических квазипериодических колебаний в блазаре 3C 454.3

Блазары — это очень компактные квазары, связанные со сверхмассивными чёрными дырами (СМЧД) в центрах активных гигантских эллиптических галактик. Они принадлежат к более крупной группе активных галактик, в которых находятся активные галактические ядра (АГЯ), и являются наиболее многочисленными внегалактическими источниками гамма-излучения. Их характерной особенностью являются релятивистские струи, направленные почти точно в сторону Земли.

Исследование динамики сверхбыстрого нагрева и ионизации в плазме твердого тела с помощью времяразрешенного резонансного рентгеновского поглощения и излучения

Выбивание электронов лазерными вспышками приводит к образованию чрезвычайно горячей плазмы, состоящей из заряженных частиц. Исследователи из HZDR объединили два самых современных лазера: рентгеновский на свободных электронах и высокоинтенсивный оптический ReLaX на экспериментальной станции HED-HiBEF Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах в Шенефельде, недалеко от Гамбурга. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, дают фундаментальное представление о взаимодействии высокоэнергетических лазеров и вещества в экстремальных условиях.

Диффузия липопротеинов в плотной желточной плазме определяется мягкостью, гидродинамикой и клеткой

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, международная группа ученых под руководством Кристиана Гутта и Нимми Дас Антупарамбил из Университета Зигена и DESY в Гамбурге раскрыла физические принципы, управляющие движением липопротеинов в плазме яичного желтка — полупрозрачном, жидком компоненте яичного желтка. Используя передовую рентгеновскую методику на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (European XFEL), ученые наблюдали за частицами, переносящими жир, в микросекундном масштабе времени — делая снимки, более чем в миллион раз быстрее, чем моргание глаза. В работе было показано, что диффузия липопротеинов в плотном яичном желтке не подчиняется общепринятому закону. Обычно диффузия предсказуемо замедляется с увеличением вязкости жидкости, что описывается соотношением Стокса–Эйнштейна. Однако в этой плотной среде мягкие липопротеинов движутся гораздо медленнее, чем ожидалось. Это означает, что для понимания переноса в сложных биологических жидкостях необходимы новые модели.

Быстрые рентгеновские импульсы позволяют в 100 раз повысить эффективность фотоионизации

Скорость имеет значение. Когда рентгеновский фотон возбуждает атом или ион, заставляя электрон ядра перейти на более высокий энергетический уровень, открывается кратковременное окно возможностей. Прежде чем электрон заполнит пустоту на более низком энергетическом уровне, всего за несколько фемтосекунд, второй фотон может быть поглощен другим электроном ядра, создавая двойное возбуждённое состояние. Используя 5000 интенсивных рентгеновских вспышек в секунду, генерируемых XFEL (европейский рентгеновский лазер на свободных электронах), международная группа ученых исследовала такие состояния с двумя дырками в сильно ионизированном криптоне, используя фотоны, которые имели почти одинаковую энергию или цвет.

Сверхбыстрое разделение поляризации и деформации в сегнетоэлектрике BaTiO₃

Международная группа исследователей под руководством Ле Фыонг Хоанга и Джузеппе Меркурио из European XFEL открыла новый способ чрезвычайно быстрого и точного управления свойствами сегнетоэлектрических материалов с помощью света. Учёные продемонстрировали, что поляризация может изменяться независимо от искажения решётки, с которым она обычно тесно связана. До сих пор такое разделение существовало лишь в теории и никогда не наблюдалось экспериментально. Этот процесс стал возможен благодаря сверхкоротким высокоэнергетическим лазерным импульсам, возбуждающим электроны в материале. Это позволило учёным изменять поляризацию чрезвычайно быстро — менее чем за одну триллионную долю секунды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Подтверждено наличие стоячих ударных волн в аккреционных потоках чёрных дыр

Используя моделирование общей релятивистской магнитогидродинамики (GRMHD), учёные выявили явление стационарной ударной волны в аккреционных потоках вокруг чёрных дыр с низким угловым моментом. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Было обнаружено, что в режимах аккреции с низким угловым моментом ударная волна постоянно формируется вблизи центральной чёрной дыры и сохраняет стабильное положение на протяжении всего процесса аккреции, что дает прямые доказательства существования стоячих ударных волн.

Новаторский спектрометр для рентгеновского излучения с высокой энергией фотонов

Исследователи из European XFEL разработали новое устройство для рентгеновских измерений при высоких энергиях фотонов — спектрометр Лауэ. Он позволяет обнаруживать рентгеновский свет с энергией фотонов более 15 килоэлектронвольт с улучшенной эффективностью и высочайшей точностью. Это важно для исследования технически значимых материалов, которые, например, транспортируют электричество без потерь или обеспечивают более эффективное протекание химических процессов. Результаты опубликованы в журнале Journal of Synchrotron Radiation.

Астрономы обнаружили новую полярную катаклизмическую переменную

Используя спутник ROentgen SATellite (ROSAT), астрономы обнаружили новую катаклизмическую переменную систему полярного подтипа. Новый поляр, получивший обозначение ZTF J0112+5827, имеет орбитальный период около 81 минуты. Открытие подробно описано в исследовательской статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.

Новые ограничения на температуру плавления и фазовую стабильность ударно-охлажденного железа до 270 ГПа

Учёные из Европейского центра синхротронного излучения в Гренобле, Политехнического института Парижа и других институтов по всему миру провели исследование температуры плавления и фазовой стабильности ударно-сжатого железа при высоких температурах и давлениях с использованием сверхбыстрой рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Их выводы, опубликованные в Physical Review Letters, проливают новый свет на кривую плавления и структурную фазу железа в экстремальных условиях.

Управляемые монополи орбитального углового момента в хиральных топологических полуметаллах

Благодаря сочетанию надежной теории и экспериментов на Swiss Light Source SLS в Институте Пауля Шеррера PSI, было продемонстрировано существование монополей орбитального углового момента электронов (ОАМ), вращающихся вокруг атомного ядра. Что стало предметом большого теоретического интереса, поскольку они предлагают значительные практические преимущества для развивающейся области орбитроники, потенциальной энергоэффективной альтернативы традиционной электронике. Открытие опубликовано в журнале Nature Physics. Международная исследовательская группа под руководством ученых из Института Пауля Шеррера PSI и Институтов Макса Планка в Галле и Дрездене (Германия) продемонстрировала, что хиральные топологические полуметаллы — новый класс материалов, открытый в PSI в 2019 году, — обладают свойствами, которые делают их весьма практичным выбором для генерации токов ОАМ. Для эксперимента была использована техника, известная как круговой дихроизм в угловой фотоэмиссионной спектроскопии, или CD-ARPES, использующей циркулярно поляризованные рентгеновские лучи от источника синхротронного света. Предположение заключается в том, что если вы используете циркулярно поляризованный свет, вы измеряете то, что прямо пропорционально OAM.