Том 122, № 11-12 (2025)

Дифференциальные измерения фундаментальной постоянной μ = m_e/m_p (отношение массы электрона к массе протона) для двух источников вблизи Галактического центра – молекулярных облаков Стрелец B2(N) и B2(M) – показали, что ее значение в этих областях ниже лабораторного. По наблюдениям линий излучения металола (CH₃OH) в диапазоне 80–112 ГГц (данные 30-м телескопа IRAM) было получено средневзвешенное значение величины ⟨Δμ/μ⟩ ≡ ⟨(μ_obs − μ_lab)/μ_lab⟩ для облака Sgr B2(N), составившее (−2.1 ± 0.6) × 10⁻⁷ (1σ C.L.) при объеме выборки n = 9. Это значение Δμ/μ имеет тот же знак, что и результат недавних измерений по линиям металола в более высокочастотном диапазоне 542–543 ГГц (данные космического телескопа Herschel) для Sgr B2(N): ⟨Δμ/μ⟩ = (−4.2 ± 0.7) × 10⁻⁷, n = 2.

Исследована возможность формирования ярко-темной акустической пули терагерцового диапазона при генерации второй гармоники в парамагнитном кристалле, помещенном во внешнее магнитное поле. Такая пуля представляет собой узкий пучок двухчастотного поля упругой деформации, вдоль которого со скоростью звука распространяется темное пятно наносекундной длительности, где поле деформации отсутствует. Подчеркнута важная роль в формировании пули временной дисперсии, вызванной спин-фононным взаимодействием, и пространственной дисперсии, обусловленной дискретностью кристаллической решетки. Показано, что в условиях отсутствия фазового и группового синхронизмов формирование пули возможно при ограничениях сверху на временную длительность темного пятна и на поперечный размер акустического пучка.

Генерация фототока посредством эффекта фотонного увлечения обеспечивает очень быстрое детектирование излучения со временем отклика, ограниченным релаксацией импульса. В то же время, фотонное увлечение в объемных однородных образцах мало из-за малого импульса фотонов. Мы показываем, что край металлического затвора, расположенный над двумерной электронной системой, создает сильно неоднородное электромагнитное поле, которое усиливает эффект увлечения. Мы изучаем фотонапряжение, вызванное эффектом фотонного увлечения, используя точное решение задачи дифракции для двумерной системы с полубесконечным металлическим затвором. Мы показываем, что единственными нетривиальными безразмерными параметрами, определяющими эффективность фотонного увлечения, являются проводимость двумерной системы, нормированная на импеданс свободного пространства η, и расстояние между затвором и двумерной электронной системой, нормированное на длину волны падающего излучения d/λ₀. Для падающей волны, поляризованной перпендикулярно краю затвора, чувствительность максимальна для индуктивной двумерной проводимости с Imη ∼ 1 и Reη ≪ 1 и становится очень малой в случае емкостной проводимости двумерной системы. Электромагнитная пондеромоторная сила толкает носители заряда под затвор при произвольной двумерной проводимости, причем направление силы противоположно направлению силы при торцевом контакте металл-двумерная система. Эти закономерности объясняются доминирующей ролью экранированных двумерных плазмонов в формировании фотонапряжения.

Мы изучаем взаимное влияние электрон-фононного и электрон-примесного рассеяния в графене и его проявления в термо-ЭДС S. Рассеяние электронов на акустических фононах, доминирующее в чистых образцах, приводит к независящему от энергии коэффициенту диффузии носителей, что обусловливает нулевое значение S. Добавление заряженных примесей играет двойную роль. При низких концентрациях примесей коэффициент диффузии становится зависимым от энергии, что повышает S. В сильно неупорядоченных образцах концентрация носителей становится неоднородной, что приводит к самоусреднению термо-ЭДС. Последний эффект исследуется нами с помощью теории эффективной среды и предсказывает медленное уменьшение S с ростом концентрации примесей. Соревнование этих эффектов приводит к максимизации термо-ЭДС при оптимальной плотности примесей n_imp. Последняя оценивается как 2 × 10¹¹ см⁻² при комнатной температуре, что соответствует графену самого высокого качества, полученному химическим осаждением из паровой фазы.

Цилиндрический микрорезонатор на основе стандартных кварцевых оптических волокон является перспективной простой платформой для создания нелинейных устройств, но требует высокой мощности накачки для наблюдения нелинейных эффектов. В работе рассматривается возможность магнетронного напыления тонких пленок с более высоким нелинейным показателем преломления из слоев кремния и нитрида кремния, обладающих большим нелинейным показателем преломления. Показано, что добротность в процессе напыления падает до величин 10⁵ для пленок кремния и 10⁶ для пленок нитрида кремния.

Данная работа посвящена решению задачи обработки числовых последовательностей при помощи вариационных квантовых алгоритмов, реализуемых на шумном квантовом компьютере среднего масштаба. Платформой для квантовых вычислений является интегральная схема на основе сверхпроводящих искусственных атомов. Архитектура квантовой рекуррентной нейронной сети сконструирована с использованием одно- и двухкубитных операций. На этапе эмулирования была изучена обучаемость модели в зависимости от числа кубитов, а также объема и метода кодирования данных в состояние кубитов. Сравнение с классическими архитектурами показало, что на современных квантовых процессорах возможно достичь качества предсказаний в выбранной задаче машинного обучения, сравнимого с качеством реализуемых на классических процессорах моделей.

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый за последнее десятилетие, структура ядерной материи на малых расстояниях остается одной из наименее изученных проблем ядерной физики. На расстояниях порядка размера нуклона ядерная материя представлена компактными группами нуклонов, называемых короткодействующими корреляциями нуклонов, с относительными импульсами, превышающими импульс Ферми. Эти объекты образуются на короткие промежутки времени в результате флуктуаций средней ядерной плотности, когда два или более нуклонов сближаются на расстояние около 1 ферми. Одной из важных характеристик корреляций является их универсальность, которая означает независимость их свойств от массового числа ядра. Поэтому особенности этих объектов ядерной структуры отражают свойства ядерной материи, а не конкретных ядер. Информация о физике процессов, протекающих на малых расстояниях, в основном извлекается из анализа реакций с большими передачами энергий и импульсов. В данной статье мы представляем результаты повторного анализа данных о рождении высокоэнергичных протонов и антипротонов на ядрах в практически неисследованной кинематической области больших передач энергии-импульса, где основной вклад в сечения вносят корреляции, состоящие из трех нуклонов. Впервые в адронных реакциях мы наблюдали существование трехнуклонных корреляций и их универсальность в процессах рождения протонов и антипротонов, состоящих исключительно из кварков или антикварков, соответственно. Проведенный анализ указывает на изменение квазиупругого механизма рождения протонов на глубоко неупругое рождение при больших передачах импульса регистрируемым кумулятивным протонам.

В недавней теоретической работе [Письма в ЖЭТФ 114(11), 779 (2021)] предсказан гигантский (на 6–8 порядков) рост силы трения Ван-дер-Ваальса между чистыми металлическими пластинами при понижении температуры от 100 до 1 К. Расчет основан на локальной модели Друде, применимость которой ограничена условием l ≪ d, где l – длина свободного пробега электронов, d – расстояние между телами. В ультрачистых металлах при низких температурах реализуется аномальный скин-эффект (l ≫ d) и локальная модель теряет физическую обоснованность. Показано, что учет нелокального отклика приводит к сильному подавлению вклада S-поляризованных эванесцентных мод. В результате предсказанный рост трения при l ≫ d отсутствует. Установлены границы применимости локального и нелокального подходов, что важно для корректного описания флуктуационного трения в чистых металлах.

В данной работе показано, что при рассеянии ультракоротких рентгеновских импульсов важной характеристикой является не только их длительность, но и форма самого импульса. Показано, что зависимость спектров рассеяния от формы импульса имеет простой аналитический вид. Найдены простые критерии, когда форма импульса может влиять на дифракционную картину, что особенно важно в рентгеноструктурном анализе вещества. В качестве примера рассмотрено рассеяние ультракоротких импульсов трех различных форм на кристалле алмаза: гауссовый импульс, “мексиканская шляпа” и прямоугольный импульс.

Методами лазерной фотоакустики исследованы генерация и распространение когерентных фононов в короткопериодных InAs/GaSb сверхрешетках, выращенных на GaSb (001) подложках. Показано, что при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами на поверхность скола (110) возбуждаются когерентные фононы субтерагерцового диапазона частот, распространяющиеся под малым углом к поверхности (110) и эффективно взаимодействующие с электромагнитным излучением, поляризованным перпендикулярно слоям сверхрешетки. Выявленные особенности взаимодействия электромагнитного излучения со "свернутыми" фононными модами позволяют предложить новый метод локального контроля кристаллической структуры InAs/GaSb сверхрешеток, точность которого сопоставима с рентгеновскими методами.

Показано, что система из двух последовательно соединенных резистивно шунтированных джозефсоновских контактов может демонстрировать новый квантовый кулоновский эффект увлечения, обусловленный котуниелированием куперовских пар. В режиме кулоновской блокады один из переходов способен нести ненулевой электрический ток при приложении внешнего напряжения к другому переходу. Это явление является результатом нетривиального взаимного влияния макроскопической квантовой когерентности, диссипации и электрон-электронных взаимодействий и, как представляется, может быть непосредственно реализовано в будущих экспериментах.

Представлены экспериментальные результаты исследования фазового сдвига оптического пучка в свободном пространстве, обусловленного формированием кристаллической структуры в элементарных управляемых ячейках на основе тонких пленок фазоизменяемых материалов Ge₂Sb₂Se₄Te₁, Sb₂Se₃ и Bi₂Se₃, подвергнутых управляющему воздействию импульсного лазерного излучения. Продемонстрировано изменение фазы исследуемого оптического пучка, проходящего через управляемую ячейку из фазоизменяемого материала, относительно контрольного пучка в интерферометре Жамена. Приведены оценки фазового сдвига на основе аналитических выражений.

Предложена схема квантовой памяти с интерфейсом на основе частотного преобразования, которая объединяет в одном резонаторе процессы записи/воспроизведения фотонов в резонансном многоатомном ансамбле и однофотонного частотного преобразования в нелинейной среде. По сравнению с независимыми квантовой памятью и частотным преобразователем, предлагаемый подход позволяет избежать лишних потерь при вводе/выводе излучения и полностью обойти необходимость согласования рабочих длин волн и полос двух устройств. Получено решение уравнений Гейзенберга–Ланжевена, описывающее цикл записи-воспроизведения однофотонного волнового пакета, на основе которого сформулированы условия достижения высокой эффективности квантовой памяти, в частности – модифицированные условия согласованной нагрузки.