fyzika

Mezinárodní spolupráce Double Chooz poprvé přímo zachytila zbytkové elektronové antineutrino vyzařované po odstavení jaderných reaktorů ve francouzském Chooz. Částice vznikají ve vyhořelém palivu v reaktorových jádrech i v palivu uloženém v chladicích bazénech. Během 17,2 dne, kdy byly oba reaktory vypnuté, detektory zaznamenaly 106 ± 18 událostí, zatímco model předpovídal 88 ± 7. Signál představuje méně než jedno procento toku antineutrin při běžném provozu reaktoru. Metoda by v budoucnu mohla nabídnout nenápadný způsob kontroly jaderných zařízení, její současná přesnost však neumožňuje spolehlivě odhalit malé změny v množství vyhořelého paliva.

Tým z Kalifornské univerzity v Los Angeles poprvé zaznamenal jev zvaný fokusování fononů při pokojové teplotě. V krystalu arsenidu boritého se vibrace přenášející teplo nešířily rovnoměrně, ale vytvářely směrované paprskovité vzorce. Vědci použili nanoskopickou zlatou sondu, která materiál zahřívala a současně mapovala šíření tepla s vysokým rozlišením. Fonony při teplotě kolem 300 kelvinů urazily až 250 nanometrů. Objev by mohl v budoucnu umožnit přesnější řízení tepla v pokročilé elektronice a kvantových počítačích.

Fyzici z kolaborace CMS v urychlovači LHC našli nepřímé důkazy, že jádro izotopu neon-20 není kulové, ale připomíná tvar kuželky. Porovnali výsledky srážek jader kyslíku-16 a neonu-20 a sledovali směrové rozložení vznikajících částic. Rozdíly v eliptickém proudění odpovídají tomu, že původní jádra mají odlišnou vnitřní geometrii. Naměřené změny trojúhelníkového proudění však zatím zcela neodpovídají modelovým předpovědím, takže bude potřeba další výzkum. Výsledek ukazuje, že srážky lehkých iontů mohou pomoci zkoumat prostorové uspořádání protonů a neutronů v atomových jádrech.

Výzkumníci pomocí laserových rázových vln a rentgenového měření sledovali chování drobných diamantů při tlacích až 1,8 terapaskalu a teplotách převyšujících povrch Slunce. Zjistili, že diamant taje při tlaku jednoho terapaskalu zhruba při 7 300 kelvinech, tedy o více než tisíc stupňů níže, než uváděla starší měření. Krystal si až do roztavení zachovává běžnou kubickou strukturu a nevytváří předpokládanou fázi uhlíku BC8. Za těchto podmínek je pevný diamant méně hustý než kapalný uhlík, takže by v tavenině mohl plavat podobně jako led ve vodě. Poznatky mohou zpřesnit modely nitra Uranu a Neptunu i návrhy terčíků pro inerciální termojadernou fúzi.

Analýza srážek částic v urychlovači RHIC přinesla silné nepřímé důkazy proti tradiční představě, že baryonové číslo nesou pouze tři valenční kvarky protonů a neutronů. Data spíše podporují teorii baryonového uzlu, struktury ve tvaru písmene Y tvořené gluonovými poli, která kvarky spojuje. V kolizích se baryonové číslo přesouvalo dále než elektrický náboj, což odpovídá elektricky neutrálnímu baryonovému uzlu. Výsledky mohou přispět k objasnění stability hmoty i převahy hmoty nad antihmotou ve vesmíru. Autoři zdůrazňují, že k přímému potvrzení mechanismu budou nutná další měření.

Vědci popsali efekt, při němž interference přímé a odražené vlny posune vrchol přijaté energie dříve, než by dorazil samotný přímý signál. V simulaci zvuku pod vodou tak energetický vrchol vykazoval zdánlivou rychlost až téměř dvojnásobnou oproti rychlosti zvuku. Podobný jev by teoreticky mohl nastat i u elektromagnetických vln ve vakuu. Neznamená to však porušení relativity: nová informace se podle modelu nemůže k příjemci dostat rychleji než světlo. Autoři chtějí efekt ověřit experimentálně se zvukem nebo světlem.

Fyzik Stephan Schlamminger dokončil v americkém institutu NIST desetileté opakování dřívějšího měření gravitační konstanty G. Tým naměřil hodnotu 6,67387 × 10^-11 m³/(kg·s²), která je o 0,0235 procenta nižší než výsledek Mezinárodního úřadu pro míry a váhy (BIPM) a mírně pod současnou doporučovanou hodnotou. Měření je mimořádně obtížné, protože gravitační síla mezi laboratorními objekty je velmi slabá. Experiment využil torzní váhy se čtyřmi malými a čtyřmi většími válcovými závažími ve vakuu. Nový pokus neodhalil jednoznačnou příčinu dlouhodobých rozdílů mezi jednotlivými měřeními, takže přesná hodnota konstanty zůstává otevřenou otázkou.

Fyzici navrhují, že neobvyklé ztráty protonového svazku v urychlovači LHC by mohly nepřímo odhalovat makroskopickou formu temné hmoty. Takzvané UFO události jsou dosud spojovány s mikroskopickými částečkami prachu, které se dostanou do svazku. Podle hypotézy by průlet objektu zvaného axionový kvarkový nugget poblíž LHC mohl vyvolat slabý podzemní otřes a prach uvolnit. Výrazným znakem by byly nejméně tři související události během dvou sekund na navazujících místech 27kilometrového tunelu. Autoři studii zatím neověřili na datech, navrhují však znovu analyzovat existující záznamy monitorů ztrát svazku bez nutnosti upravovat zařízení.

Singularita černé díry dosud považovaná za bod může být ve skutečnosti trojrozměrný povrch. Výzkum fyziků Andrewa Hamiltona a Tylera McMakena naznačuje, že tento koncept překrucuje dosavadní porozumění. Nový pohled nabízí alternativní pohled na strukturu singularit, což by mohlo změnit základy teorie o kvantové gravitaci. Tato teorie by mohla spojit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou, které nyní na extrémních podmínkách uvnitř černých děr selhávají. Jejich práce byla přijata k publikaci v časopise Physical Review D.

Vědci v Číně poprvé pozorovali tání časoprostorového krystalu, když použili experiment s malými plastovými disky na vibrující desce. Tento proces probíhá ve třech fázích, během nichž se prostorový a časový řád krystalu rozpadají nezávisle. Objev naznačuje, že pravidla pro řád v čase se liší od těch pro řád v prostoru. Výsledky otevírají nové možnosti pro zkoumání fázových přechodů v klasických systémech.