Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами

Ученые впервые получили изображения отдельных атомов в процессе их свободного взаимодействия. Метод визуализации, описанный в Physical Review Letters, позволяет напрямую наблюдать квантовые корреляции между частицами, которые ранее были лишь теоретически предсказаны.

Физики из Массачусетского технологического института (MIT) разработали технику «атомно-разрешенной микроскопии». Они создают облако атомов, которым позволяют свободно перемещаться и взаимодействовать. Затем ученые «замораживают» атомы в их текущих положениях и с помощью лазеров фиксируют точное расположение частиц до того, как они естественным образом рассеются.

Мы можем видеть отдельные атомы в этих интересных облаках атомов и то, как они взаимодействуют друг с другом, и это прекрасно.

Мартин Цвирляйн, профессор MIT, соавтор исследования

Физики наблюдали, как атомы натрия, являющиеся бозонами, собираются в конденсат Бозе-Эйнштейна — состояние материи, в котором частицы разделяют одно и то же квантовое состояние. Давно предсказывалось, что бозоны должны «группироваться» вместе. Эта группировка является следствием их способности разделять одну квантово-механическую волну. Этот волнообразный характер был впервые предсказан физиком Луи де Бройлем.

Иллюстрация метода (сверху): блуждающие атомы в атомной ловушке (красный) внезапно замораживаются на месте с помощью примененной оптической решетки. Результаты визуализации (снизу): бозонный конденсат Бозе-Эйнштейна, одно спиновое состояние в слабовзаимодействующей смеси Ферми и оба спиновых состояния сильновзаимодействующей смеси Ферми. Изображение: Image courtesy of the researchers, MIT

В другом эксперименте ученые визуализировали облако из двух типов атомов лития. Каждый тип атома является фермионом, который, как предсказывали теории, отталкивает свой вид, но может сильно взаимодействовать с другими типами фермионов.

Наблюдения позволили впервые наблюдать, как атомы образуют пары. Это явление лежит в основе сверхпроводимости — процесса, когда электрический ток может протекать без сопротивления.

Диаметр одного атома составляет около одной десятой нанометра — примерно в миллион раз меньше толщины человеческого волоса. Классические методы визуализации, позволяют увидеть лишь общую форму облака атомов, но не отдельные частицы.

В дальнейшем команда планирует использовать свою технику для визуализации более экзотических и менее изученных квантовых явлений, таких как «квантовая физика Холла», когда взаимодействующие электроны демонстрируют новое коррелированное поведение в присутствии магнитного поля.


Читать далее:

Женщина ушла от мужа к ChatGPT после 20 лет брака: «Он удовлетворяет меня лучше, чем человек»

Оружие будущего: Япония запустила снаряды из рельсотрона со скоростью 8000 км/ч

Назван неожиданный напиток, который может снизить риск остановки сердца

Иллюстрация на обложке: Sampson Wilcox, MIT

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос
ИИ научился предсказывать успеваемость студентов по данным профиля в VK
Новости
Странная звезда Млечного Пути пульсирует каждые 44 минуты и это не объяснить
Космос
Этот OLED-экран сам издает звук: каждый пиксель работает как динамик
Новости
Посмотрите, как на Солнце идет дождь: астрономы увидели это впервые
Космос
Одно из главных доказательств Большого взрыва поставили под сомнение 
Космос
Университетский техпред — новый элемент высшего образования: студенты становятся предпринимателями
Наука
Илон Маск намекнул, почему ушел из администрации Трампа на самом деле
Новости
Илон Маск и Павел Дуров публично спорят из-за соглашения между Telegram и Grok
Новости
В мозге нашли нервные клетки, которые регулируют набор веса
Наука
Электросамолеты смогут летать дальше: MIT представил мощные топливные элементы
Наука
Anthropic открыла доступ к поиску для пользователей чат-бота с ИИ Claude
Новости
Противораковые препараты на треть увеличили срок жизни мышей
Наука
В Китае придумали, как решить проблему опасных вибраций в маглеве
Новости
Роботизированные комплексы для обучения студентов внедрят в российские вузы
Иннополис
Дуров договорился с xAI Маска продвигать ИИ Grok в Telegram
Новости
Камни для крокодилов и контроль качества альтушек: четвертый «ТехПредКлуб» прошел в Томске
Новости