Ученые из института JILA в США создали долговечный и рекордно холодный газ. Этот эксперимент увеличивает шансы на новые открытия в таких областях, как дизайнерская химия и квантовые вычисления.
Команда производила газ из молекул калия и рубидия при температуре до 50 нК. Это 50 миллиардных долей Кельвина, или чуть выше абсолютного нуля, самой низкой теоретически возможной температуры. Молекулы находятся в самых низких энергетических состояниях, составляющих так называемый дегенеративный газ ферми.
В квантовом газе все свойства молекул ограничены определенными значениями. Охлаждение газа до самых низких температур дает исследователям максимальный контроль над ними. Два задействованных атома находятся в разных классах: калий — это фермий (с нечетным числом субатомных компонентов), а рубидий — бозон (с четным числом субатомных компонентов).
«Основные методы получения газа те же, что мы использовали раньше, но у нас есть несколько новых приемов, например, значительное улучшение охлаждения атомов, создание большего количества в состоянии с самой низкой энергией, — отметил научный сотрудник JILA Джун Ей. — Это приводит к более высокой эффективности преобразования, так что мы получаем больше молекул».
Новый газ является первым, который охлаждается и остается достаточно плотным, чтобы волны вещества этих молекул были длиннее расстояний между ними. Ученые называют это явление квантовым вырождением.