Том 193, № 2 (2023)
Обзоры актуальных проблем
Эффекты общей теории относительности в прецизионных спиновых экспериментах по проверке фундаментальных симметрий
Аннотация
Одной из наиболее актуальных проблем современной физики является поиск $P$- и $CP(T)$-неинвариантных электрических дипольных моментов (ЭДМ) атомов, частиц и ядер с чувствительностью вплоть до $10^{-15}$ по отношению к магнитным моментам, разрешённым всеми дискретными симметриями. Согласно Сахарову $CP$-несохранение является одним из трёх ключевых критериев бариогенезиса в общепринятой парадигме космологии Большого взрыва. Все три критерия поддерживаются Стандартной моделью (СМ), но она не в состоянии описать количественно наблюдаемую барионную асимметрию Вселенной, что является сильным аргументом в пользу существования механизмов нарушения $CP$-инвариантности вне минимальной СМ, которые могут приводить к измеримым ЭДМ атомов, частиц и ядер. Поиски ЭДМ по вращению спина в электрических полях ведутся сегодня во многих лабораториях мира. Для заряженных частиц и ядер прямые поиски ЭДМ возможны только в накопительных кольцах (COSY, NICA). После успешных работ коллаборации JEDI на синхротроне COSY на повестке дня — поиск ЭДМ протонов с чувствительностью $d_p \sim 10^{-29} e$ см в электростатическом накопителе cо спином протонов, замороженным при магической энергии. Прологом к такому специализированному накопителю, который может стать частью исследований в ЦЕРН по физике вне программы Большого адронного коллайдера, предлагается проект накопителя-прототипа PTR. После краткого введения в физику $CP$-несохранения и бариогенезиса дано развёрнутое обсуждение численно существенных вкладов как гравитации Земли, так и новых эффектов вращения Земли в динамику спина в сверхчувствительных поисках ЭДМ как заряженных частиц, так и нейтронов. Примечательно, что при предельно достижимой чувствительности к ЭДМ протона эти имитирующие ЭДМ эффекты могут на один-два порядка превысить сигнал ЭДМ протона и стать сопоставимыми с вкладом ЭДМ в экспериментах с ультрахолодными нейтронами. Обсуждаются также роль прецессирующего спина как детектора аксионоподобной тёмной материи и приложения квантовых гравитационных аномалий к гидродинамике плотного вещества и спиновым явлениям в нецентральных ядерных столкновениях.
Успехи физических наук. 2023;193(2):113-154
113-154
Морские волны-убийцы: наблюдения, физика и математика
Аннотация
Волны-убийцы — неожиданно возникающие аномально высокие волны на морской поверхности — привлекли внимание исследователей, от океанографов до математиков, на рубеже XX – XXI вв. Обсуждаются результаты исследования этого явления: физические механизмы возникновения аномально высоких волн и соответствующие математические модели, натурные данные, результаты прямого численного моделирования и лабораторных экспериментов, новые подходы к моделированию и прогнозу экстремальных морских волн.
Успехи физических наук. 2023;193(2):155-181
155-181
Физика наших дней
Спектроскопия взаимодействия пучка низкоэнергетических электронов с органическими люминесцирующими молекулами
Аннотация
Представлен краткий обзор результатов спектроскопических исследований взаимодействия пучка низкоэнергетических монокинетических электронов с перестраиваемой энергией с органическими люминесцирующими молекулами. Приведены данные по упругому рассеянию, возбуждению колебательных и электронных переходов, люминесцентным свойствам, образованию положительных и отрицательных ионов ряда молекул. Показано, что процессы прохождения электронов в газовой и тонкоплёночной фазах органических образцов близки по природе. Для всех процессов, кроме возбуждения триплетных переходов и образования отрицательных ионов, преобладает дипольное взаимодействие даже в припороговой области. Результаты проведённых исследований будут полезны для понимания преобразования энергии электронов органическими молекулами в электронике, где непосредственное изучение элементарных процессов сильно затруднено, а также в биологии и плазмохимии.
Успехи физических наук. 2023;193(2):182-191
182-191
Приборы и методы исследований
Диффузионные методы разделения изотопов в плазме
Аннотация
Рассматриваются результаты исследований процессов разделения стабильных изотопов в плазме. Основное внимание уделено изучению диффузионных методов разделения. Эффективность процессов обогащения анализировалась на основе единого подхода к расчёту разделительных процессов в слабоионизованной плазме. Обсуждаются различные механизмы разделения: центробежный, диффузионное трение, термодиффузия, изотопный катафорез. Проведено сравнение результатов расчёта и экспериментальных данных. Выполнен обзор предложенных плазменных разделительных устройств. Сопоставлены удельные энергетические затраты различных методов. Отмечается, что плазменные методы разделения ввиду относительно больших энергетических затрат могут быть конкурентоспособными в случае элементов, не имеющих летучих соединений при нормальных условиях, когда невозможно использование современных центробежных каскадов.
Успехи физических наук. 2023;193(2):192-205
192-205
Бустер комплекса NICA: сверхпроводящий синхротрон нового поколения
Аннотация
В ноябре – декабре 2020 г., а также в сентябре 2021 г. в Лаборатории физики высоких энергий Объединённого института ядерных исследований проведены первые два сеанса работы с пучком бустерного синхротрона (Бустера) — нового циклического ускорителя комплекса NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). Для его создания были разработаны новые технологии, ранее в России не применявшиеся, на основе новых физических и технических решений. Приведено описание этих технологий и решений, методики сборки и тестирования элементов ускорителя. Представлены результаты первых двух сеансов.
Успехи физических наук. 2023;193(2):206-225
206-225
Новости физики в сети Internet (по материалам электронных препринтов)
Успехи физических наук. 2023;193(2):226-226
226-226
Personalia
Памяти Льва Петровича Питаевского
Успехи физических наук. 2023;193(2):227-228
227-228
Памяти Юрия Михайловича Романовского
Успехи физических наук. 2023;193(2):229-230
229-230
Памяти Валерия Анатольевича Рубакова
Успехи физических наук. 2023;193(2):231-232
231-232