1337 подписчиков
Физики смогли дольше наблюдать конденсат Бозе-Эйнштейна при помощи микроволн.
Конденсаты Бозе-Эйнштейна (БЭК) - уникальное состояние материи, предсказанное физиками Сатьендрой Натом Бозе и Альбертом Эйнштейном почти столетие назад. В этом состоянии отдельные частицы конденсируются в неразличимое целое при чрезвычайно низких температурах и низкой плотности. Создание и изучение БЭК позволяет получить макроскопический взгляд на микроскопический мир квантовой механики.
В 1995 году теоретические БЭК стали экспериментальной реальностью, что принесло Нобелевскую премию физикам, которые их создали. С тех пор лаборатории по всему миру, и даже в космосе, продолжают создавать БЭК для решения фундаментальных вопросов квантовой механики. Однако, все БЭК, созданные до сих пор, были составлены из атомов. Создание БЭК из молекул является гораздо более сложной задачей.
Молекулы требуют более низкой температуры, чтобы приблизиться к состоянию БЭК, и их стабильность должна быть поддержана достаточно долго для проведения экспериментов. В статье, опубликованной в журнале Nature Physics, команда Уилла представляет новый подход к созданию БЭК из молекул натрия-цезия. Они использовали микроволны, излучаемые специальной антенной, чтобы продлить срок жизни бозонного газа молекул с нескольких миллисекунд до более чем одной секунды. Это является важным первым шагом в охлаждении молекул до состояния БЭК.
Методика, использованная лабораторией Уилла, была предложена физиком-теоретиком Тийсом Карманом из Университета Радбауд в Нидерландах, который также участвовал в работе над статьей. Микроволны, которые используются в этом подходе, заставляют молекулы вращаться. Это создает экран, предотвращающий прилипание молекул друг к другу и потерю из образца. Удерживаемые на месте молекулы могут быть успешно охлаждены до очень низкой температуры.
Этот процесс можно сравнить с обдуванием горячей чашки кофе. После удаления верхнего слоя "горячих" молекул, оставшийся материал остывает. Аналогично, микроволны удаляют "горячие" молекулы, позволяя остальным охладиться. Это позволяет достичь температуры, необходимой для образования БЭК, и проводить эксперименты с молекулярными БЭК.
Этот новый подход к созданию молекулярных БЭК открывает возможности для дальнейших исследований и понимания квантовой механики. Он может привести к новым открытиям и применениям в различных областях, включая информационные технологии и квантовые вычисления.
DOI: 10.1038/s41567-023-02200-6
2 минуты
16 сентября 2023