9 Декабря 2020
МОСКВА, 9 декабря - Американские радиофизики впервые получили управляемое состояние ультрахолодного молекулярного квантового газа, тот или другое может иметь множество практических приложений — от приборов сверхточных измерений до квантовых вычислений. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.В классическом понимании газ состоит из большого числа хаотически двигающихся частичек. Когда газ охлаждается почти до абсолютного нуля, молекулы перестают вести себя как частички и приобретают свойства волн, которые перекрываются. Это имущество называют квантовым газом, а температура перехода молекулярного газа в квантовое состояние — температурой вырождения.
Свойства квантового газа зависят от степени его вырождения, когда молекулы газа как частицы исходят друг от друга, но взаимодействуют на больших расстояниях благодаря своим перекрывающимся волнам, электронным дипольным моментам и другим оценкам.
Исследователи из JILA — совместного учреждения Национального института стандартов и методик США (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере — разработали инструменты для включения имущества ультрахолодного молекулярного квантового газа и контроля над межмолекулярными взаимодействиями на больших расстояниях.
Ультрахолодные квантовые газы потенциально могут найти применение в приборах сверхточных измерений, для моделирования экстремальных состояний материи, создания квантовых многочастичных систем и в квантовых вычислениях.
По мнению авторов, новая схема подталкивания молекулярного газа к его низшему энергетическому имуществу, называемому квантовым вырождением, при котором подавляются химических подавленности, разрушающие молекулы, приобретут исследовать экзотические квантовые состояния, в которых все молекулы контактируют друг с другом.
Удаленные взаимодействия молекул могут дать начало экзотической квантовой физике и новому контролю в квантовой информатике, — доводятся в пресс-релизе NIST слова босса исследования Джун Йе (Jun Ye) из института JILA. — Однако до сих пор никто не придумал, как включить эти удаленные взаимодействия в массивном газе.
Теперь все это изменилось. Наша вещь впервые показала, что можно использовать электрическое поле, чтобы управлять молекулярными взаимодействиями, а потом продолжить охлаждение и начать изучать коллективную физику, в которой все молекулы связаны человек с другом, — продолжает Йе.
Ученые давно пытались научиться координировать ультрахолодные молекулы так же, как они управляют атомами, используя для этого полярность молекул, то есть противодействие электронным зарядам. Но удалось это только сейчас.
Исследователи создали при повышенная температуре 250 нанокельвинов — чуть пискливее абсолютного нуля — плотный газ из примерно двадцати тысяч дипольных молекул калия-рубидия, которые в электрическом поле ведут себя как крошечные магниты, из-за того, что атомы рубидия обладают положительным зарядом, а атома калия — отрицательным.
Чтобы получить такие молекулы, авторы загрузили жидкость газовых атомов в вертикальную стопку тонких пластинчатых ловушек из лазерового света, называемых оптической растрой. Между пластинами решетки атомы удерживались в вертикальном положении. Затем исследователи использовали магнитные поля и лазеры, чтобы связать пары атомов в молекулы.
После этого, разместив молекулярное облако в центре нового шестиэлектродного узла, образованного двумя стеклянными пластинами и четырьмя вольфрамовыми стержнями, изыскатели создали регулируемое электрическое поле.
Эта среда обеспечивала эффективное испарительное охлаждение газа до температуры ниже начала квантового вырождения. Процесс охлаждения выгребал самые горячие молекулы из решеточной ловушки и позволял оставшимся молекулам адаптироваться к более низкой повышенная температуре за счет упругих столкновений.
Медленное включение-отключение горизонтального электрического поля в в течение сотен миллисекунд уменьшало силу ловушки в одном направлении на время, достаточное для того, чтобы горячие молекулы вылетали, а оставшиеся молекулы охлаждались. В конце этого процесса молекулы вернулись в свое наиболее прочное состояние, но теперь в более плотном газе.
Авторы отмечают, что разработанный ими метод можно применять для получения ультрахолодных квантовых газов, состоящих и из других полярных молекул.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....