Обзор физических публикаций в Nature
|
27 апреля вышел очередной номер журнала Nature. Настоящий обзор составлен на основе бюллетеня «physics@nature.com» от издательства NPG (Nature Publishing Group) и охватывает физические публикации в трех журналах издательства: Nature, Volume 440 Number 7088 (27 April 2006), Nature Physics, Volume 2 Number 4 (April 2006) и Nature Materials, Volume 5 Number 4 (April 2006).
Новости
Физика высоких энергий в США: борьба за выживание
Как следует из отчета Национальной академии наук США, опубликованного на этой неделе, Соединенным Штатам необходимо подать заявку на строительство Международного линейного коллайдера (International Linear Collider, ILC) на своей территории. В противном случае, при решении о строительстве ILC вне США, национальные исследовательские программы по физике элементарных частиц и высоких энергий, скорее всего, обречены на гибель.
US particle physics fights for survival
Making collider endorsement count
Сдвиг физических констант может привести к пересмотру основных законов физики
Ученые всегда полагали, что физические константы, от скорости света до заряда электрона, неизменны. Но это удобное для науки предположение теперь подвергнуто сомнению.
Результаты недавних экспериментов показывают, что за последние 12 миллиардов лет одна из физических констант — отношение массы протона к массе электрона — могла уменьшить свое значение. Этот вывод возбуждает одновременно любопытство и скептицизм и может поставить научное сообщество в тупик.
Shifting constant could shake laws of nature
Обзоры
Сверхпроводимость: поиск «квантовых нитей»
Существуют ли в действительности объекты, названные учеными «квантовыми полосками, или нитями», — одномерные полупроводниковые структуры, в которых движение электронов вдоль двух направлений сильно подавлено? Косвенные свидетельства противоречивого поведения электронов в высокотемпературных сверхпроводниках получены в результате исследования вибраций атомных пленок.
Superconductivity: Quantum stripe search
Подробности: тема номера («инсайт»)
Центральной темой номера (так называемым «инсайтом») для Nature Vol. 440 Num. 7088 стала космология. В номере опубликована подборка статей по истории и современному состоянию исследований истории образования и развития Вселенной, крупномасштабной структуре Вселенной, принципам формирования элементов в звездах и галактиках.
Ранняя Вселенная
За последнее время космология прошла большой путь. 20 лет назад объектами с большим красным смещением считались галактики с z ~ 1, тогда как сейчас известно большое количество объектов с z ~ 6,5 и даже имеется несколько кандидатов на еще большее красное смещение.
В свете последних публикаций о трехлетних результатах WMAP по измерению анизотропии реликтового излучения Nature выпускает серию статей разных авторов об истории и современном экспериментальном и теоретическом состоянии космологии.
Early Universe
Космология от старта до финиша
Сегодня космология переживает период революции. Последние высокоточные измерения распределения реликтового излучения, больших красных смещений галактик, темпа ускорения расширения Вселенной и многие другие экспериментальные астрофизические результаты привели к созданию самосогласованной космологической модели. Но это не та модель, которую ожидали. Необнаруженные «темные частицы» доминируют над обычной материей; окутаны тайной процессы, ответственные за расширение Вселенной в начале ее существования (инфляция?) и в настоящее время (темная энергия?). Новые измерения должны ответить на фундаментальные вопросы: что произошло в момент рождения Вселенной и какова ее дальнейшая судьба?
Cosmology from start to finish
Естественна ли наша Вселенная?
Несомненно, мы привязаны к нашей Вселенной. Но тем не менее мы хотели бы выйти за рамки простого описания Вселенной и понять, почему она именно такая. Рассматривая одновременно сегодняшнее состояние Вселенной и те законы физики, которым она подчиняется, мы обнаруживаем явления, которые кажутся нам абсолютно неестественными. Физики выдвигают всё более смелые идеи для объяснения того, как удивительные явления во Вселенной могут возникнуть из простых динамических принципов, лежащих в ее основе.
Is our Universe natural?
Крупномасштабная структура Вселенной
Исследования последних 25 лет привели нас к пониманию, что картина сегодняшней крупномасштабной структуры Вселенной появилась в течение первых мгновений формирования Вселенной, когда в первоначально однородном быстро расширяющемся веществе появились возмущения и неоднородности. В течение 14 миллиардов лет последующей эволюции значения этих неоднородностей выросли до громадных размеров благодаря действию гравитационных сил. Под действием гравитации концентрация темной материи увеличивалась, обычная материя охлаждалась, и формировались галактики. Этот процесс можно увидеть при помощи компьютерного моделирования и проверить наблюдениями, которые позволяют «прощупать» структуру Вселенной в возрасте примерно 400 тысяч лет после Большого взрыва.
The large-scale structure of the Universe
Галактики с большим красным смещением
Многие галактики видны нам такими, какими они были через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Этот предел вскоре может быть «отодвинут» — когда в строй войдут масштабные инфракрасные детекторы. Многоволновое изучение астрономических объектов показывает, что в ранней Вселенной темп образования звезд был сравнительно невысоким, а максимум приходился примерно на половину сегодняшнего возраста Вселенной. Некоторое количество объектов с высоким красным смещением было обнаружено при помощи рентгеновских телескопов, радиотелескопов и, в последнее время, при поиске гамма-вспышек. Источники гамма-вспышек могут открыть путь к объектам с еще большим красным смещением и, тем самым, к исследованию самых первых процессов формирования звезд.
High-redshift galaxy populations
Синтез тяжелых элементов в старых звездах и в ранней Вселенной
Первые звезды во Вселенной существенно отличались от тех, которые рождаются сейчас. Вместо тяжелых элементов, определяющих состав молодых звезд, они состояли практически полностью из водорода и гелия с малыми добавками лития. Несмотря на то что мы не можем наблюдать самые первые звезды (они давно погибли во вспышках сверхновых), именно они создали тяжелые элементы, которые стали основой нового поколения звезд. В статье описано, как результаты исследований элементного состава старых звезд в гало нашей Галактики помогают нам понять природу образования первых звезд — именно тех, которые ответственны за существование тяжелых элементов в нашей Галактике и во Вселенной.
Heavy element synthesis in the oldest stars and the early Universe
Статьи и публикации
Оптимальный динамический диапазон возбудимых сетей в критических условиях
Optimal dynamical range of excitable networks at criticality
Происхождение отклонений в движении гигантских планет при взаимодействии компонент ранней Солнечной системы
В статье обсуждаются различные модели возникновения особенностей орбит гигантских планет Солнечной системы. Показывается, что существующая теория не может объяснить значения наклона орбит Юпитера и Сатурна и вообще вряд ли может быть численно проверена. Автор предлагает новую модель орбитального резонанса «Юпитер—Сатурн» и показывает, что полученные предсказания согласуются с результатами наблюдений.
Origin of the obliquities of the giant planets in mutual interactions in the early Solar System
Волновая динамика и динамика дефектов в нелинейных фотонных кристаллах
Рассматриваются проблемы теоретического описания структуры фотонных кристаллов. Показывается, что движение света в кристалле может быть описано аналогично туннелированию электрона в квазипериодическом потенциале решетки.
Wave and defect dynamics in nonlinear photonic quasicrystals
Электрон-фононное взаимодействие, отражающее динамическую неоднородность заряда в сверхпроводниках на основе оксида меди
Статья посвящена изучению гигантской электрон-фононной аномалии в ряде сверхпроводников на основе оксида меди. Делается предположение, что аномалия и сильная связь электрона с решеткой вызваны высокой неоднородностью распределения электрического заряда.
Electron—phonon coupling reflecting dynamic charge inhomogeneity in copper oxide superconductors
Корелляционно-индуцированная неоднородность в круговых квантовых точках
Correlation-induced inhomogeneity in circular quantum dots
Определение несущей фазы в лазерных импульсах при помощи терагерцовой спектроскопии
Determination of the carrier-envelope phase of few-cycle laser pulses with terahertz-emission spectroscopy
Управление аттосекундной динамикой электронов при помощи фазостабилизированного поляризационного ключа
Controlling attosecond electron dynamics by phase-stabilized polarization gating
Обзор подготовил: Илья Орлов, Новосибирская ассоциация студентов-физиков
