Фізики зі США створили у лабораторії новий тип квантового об'єкта

16 лютого, 10:22
Відредаговане зображення показує доменну стінку у вигляді світлішої лінії між двома групами атомів (Фото:Kai-Xuan Yao)

Відредаговане зображення показує доменну стінку у вигляді світлішої лінії між двома групами атомів (Фото:Kai-Xuan Yao)

Дослідники із США вперше змогли успішно створити квантовий об'єкт, який називають доменною стінкою, у лабораторних умовах.

Такі об'єкти виникають у мікросвіті, коли атоми, що зберігаються за дуже низьких температур, групуються разом у домени за певних умов. Стінки є з'єднаннями між цими доменами.

Відео дня

"Це схоже на піщану дюну в пустелі - вона складається з піску, але дюна діє як об'єкт, який веде себе не так, як окремі піщинки", - каже фізик Кай-Суан Яо з університету Чикаго.

Раніше проводилися дослідження доменних стін, але досі їх ніколи не вдавалося створити в лабораторії, що дало б вченим аналізувати їх по-новому. Виявляється, вони діють як незалежні квантові об'єкти, але не обов'язково так, як від них очікують вчені.

Ця несподівана поведінка означає, що доменні стіни приєднуються до класу об'єктів, названих емерджентними явищами, де частинки, що об'єднуються, наслідують інший набір законів фізики, ніж частинки, що діють самі по собі.

Одним з незвичайних спостережень, зроблених командою, є те, як доменні стіни реагують на електричні поля, що вимагатиме подальшого вивчення. На даний момент просто можливість створювати ці стіни та маніпулювати ними – важливий крок уперед.

«У нас великий досвід в управлінні атомами, — каже фізик Ченг Чін із університету Чикаго. «Ми знаємо, що якщо ви посунете атоми вправо, вони рухатимуться вправо. Але тут, якщо ви посунете доменну стінку вправо, вона зрушить вліво».

Одна з причин, через яку це відкриття таке важливе, полягає в тому, що воно може розповісти нам більше про те, як поводилися атоми на самому початку існування Всесвіту: частинки, які колись були зліпленими разом, зрештою розширилися, утворивши зірки і планети, і вчені хотіли б знати, як це сталося.

Проте дослідники не лише озираються назад, а й дивляться вперед. Як тільки стане зрозуміло, як можна управляти доменними стінами, це може відкрити можливості для нових квантових технологій.

«У цього явища можуть бути застосування для створення програмованих квантових матеріалів або процесорів квантової інформації. Його можна використовувати для створення надійнішого способу зберігання квантової інформації», - говорить Чин.

Раніше НВ писав, що дослідники з Массачусетського технологічного інституту стверджують, що знайшли шлях до вирішення однієї з найважливіших загадок сучасної науки, виявивши точку дотику між класичною та квантовою фізикою.

Фізики з МТІ стверджують, що зробили неможливе — простежили за квантовим ефектом у класичному середовищі, коли «квантові торнадо» утворювалися у хмарах ультрахолодних атомів.

При нормальній температурі атоми діють як більярдні кулі та відскакують один від одного. Проте чим нижчою стає температура, тим нижчою буде швидкість їхнього руху. Якщо ж температура стане досить низькою, досягнувши мільярдних часток вище абсолютного нуля, а атоми будуть розташовуватися дуже щільно один до одного, вони зможуть «відчувати» один одного і координувати свої рухи, ніби вони були одним великим «суператомом».

Професор Мартін Цвірляйн, який очолює дослідження, пояснює, що вони хотіли простежити за кожним окремим атомом, щоб зрозуміти, «чи вони підкоряються одній і тій же квантово-механічній фізиці».

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X