Физики из США создали в лаборатории новый тип квантового объекта

16 февраля, 10:22
Отредактированное изображение показывает доменную стенку в виде более светлой линии между двумя группами атомов (Фото:Kai-Xuan Yao)

Отредактированное изображение показывает доменную стенку в виде более светлой линии между двумя группами атомов (Фото:Kai-Xuan Yao)

Исследователи из США впервые смогли успешно создать квантовый объект, который называют доменной стенкой, в лабораторных условиях.

Такие объекты возникают в микромире, когда атомы, хранящиеся при очень низких температурах, группируются вместе в домены при определенных условиях. Стенки являются соединениями между этими доменами.

Видео дня

«Это похоже на песчаную дюну в пустыне — она состоит из песка, но дюна действует как объект, который ведет себя не так, как отдельные песчинки», — говорит физик Кай-Суан Яо из Чикагского университета.

Ранее проводились исследования доменных стенок, но до сих пор их никогда не удавалось создать в лаборатории, что дало бы ученым возможность анализировать их по-новому. Оказывается, они действуют как независимые квантовые объекты, но не обязательно так, как от них ожидают ученые.

Это неожиданное поведение означает, что доменные стены присоединяются к классу объектов, называемых эмерджентными явлениями, где частицы, которые объединяются, следуют другому набору законов физики, чем частицы, которые действуют сами по себе.

Одним из необычных наблюдений, сделанных командой, является то, как доменные стенки реагируют на электрические поля, что потребует дальнейшего изучения. На данный момент просто возможность создавать эти стены и манипулировать ими — важный шаг вперед.

«У нас большой опыт в управлении атомами, — говорит физик Ченг Чин из Чикагского университета. «Мы знаем, что если вы сдвинете атомы вправо, они будут двигаться вправо. Но здесь, если вы сдвинете доменную стенку вправо, она сдвинется влево».

Одна из причин, по которой это открытие так важно, заключается в том, что оно может рассказать нам больше о том, как вели себя атомы в самом начале существования Вселенной: частицы, которые когда-то были слипшимися вместе, в конечном итоге расширились, образовав звезды и планеты, и ученые хотели бы знать, как именно это произошло.

Однако исследователи не только оглядываются назад, но и смотрят вперед. Как только станет ясно, как можно управлять доменными стенками, это может открыть возможности для новых квантовых технологий.

«У этого явления могут быть приложения для создания программируемых квантовых материалов или процессоров квантовой информации. Его можно использовать для создания более надежного способа хранения квантовой информации», — говорит Чин.

Ранее НВ писал, что исследователи из Массачусетского технологического института утверждают, что нашли путь к решению одной из важнейших загадок современной науки, обнаружив точку соприкосновения между классической и квантовой физикой.

Физики из МТИ утверждают, что совершили невозможное — проследили за квантовым эффектом в классической среде, когда «квантовые торнадо» образовывались в облаках ультрахолодных атомов.

При нормальной температуре атомы действуют как бильярдные шары и отскакивают друг от друга. Однако чем ниже становится температура, тем ниже будет скорость их движения. Если же температура станет достаточно низкой, достигнув миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля, а атомы будут располагаться очень плотно друг к другу, они смогут «чувствовать» друг друга и координировать свои движения, как если бы они были одним большим «суператомом».

Профессор Мартин Цвирляйн, возглавляющий исследование, объясняет, что они хотели проследить за каждым отдельным атомом, чтобы понять, «подчиняются ли они одной и той же квантово-механической физике».

Показать ещё новости
Радіо НВ
X