Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

Больше, чем ожидалось

2011-11-13 22:06:02 (читать в оригинале)

Ученые из института Макса Планка направили внимание на «экзотические» взаимодействия атомов в конденсате Бозе-Эйнштейна, в каких участвует 3, 4 и поболее атомов. Ранее числилось, что могут происходить «столкновения» менее 2-ух атомов сразу.





Любая частичка вещества может проявлять характеристики волны. Такие волны именуют «волнами материи», либо волнами де Бройля. Подобно лазерному излучению, волны материи при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, также могут проявлять когерентность, складываясь в неких точках места, в каких возможность обнаружения атомов становится наибольшей. Такое состояние вещества именуют конденсатом Бозе-Эйнштейна.


Группе ученых под управлением доктора Иммануэля Блоха (Immanuel Bloch) из Института квантовой оптики им. Макса Планка удалось заглянуть «за кулисы» межатомных взаимодействий и выявить сложную структуру их квантовой динамики. Упорядочив Бозе-конденсат с помощью оптической решетки, исследователи смогли следить огромное число «всплесков» и «провалов» в протяжении долгого периода времени. Результаты опыта молвят о том, что атомы ведут взаимодействие не только лишь попарно (как до сего времени числилось), да и в количествах 3, 4 и поболее частиц сразу. С одной стороны, эти исследования имеют базовое значение для осознания физики квантовых систем многих тел. С другой стороны, они могут проложить путь для сотворения новых экзотичных состояний материи, основанных на содействии многих тел.

Опыт начался с остывания разреженного облака газа до температуры, близкой к абсолютному нулю. В этих критериях атомы образуют конденсат Бозе-Эйнштейна, в каком все атомы находятся в одном квантовом состоянии. Дальше на Бозе-конденсат накладывается оптическая решетка, каждую из «ячеек» которой зависимо от интенсивности лазерного излучения сразу может занимать один, два либо более атомов (либо же ни 1-го).

Внедрение данной «суперпозиции состояний количества атомов» является главным моментом нового принципа измерений, предложенного учеными. Динамику состояний количества атомов можно сопоставить с раскачиванием маятника: как маятники с разной длиной плеча отличаются разными частотами колебаний, так и каждое состояние с разным числом атомов будет иметь свою частоту. Эти частоты меняются при содействии меж атомами. Если б имели место только попарные взаимодействия, «маятники», надлежащие схожим количествам атомов, «раскачивались» бы синхронно, и их частоты могли быть кратны частотам для 2-ух взаимодействующих атомов.


Используя сложную экспериментальную установку, физики смогли проследить эволюцию налагающихся колебаний в разные моменты времени. Временами интерференционная картина становилась видимой и опять исчезала, и так раз за разом. На основании её интенсивности и периодичности физики смогли совершенно точно заключить, что частоты колебаний на практике не являются кратными таким при содействии только 2-ух атомов. Как следует, в этом случае имеет место некоторый более непростой механизм.

Из-за сверхнизкой температуры атомы в каждой «ячейке» оптической решетки стремятся занять квантовое состояние, характеризующееся наименьшим уровнем энергии. Все же, принцип неопределенности Гейзенберга позволяет атомам совершать «скачок» через более высочайшие энерго уровни во время их столкновения. На практике этот механизм приводит к столкновению 3-х, 4 и поболее атомов сразу.


Результаты данной работы могут привести к более глубочайшему осознанию взаимодействия микроскопичных частиц, что представляет энтузиазм не только лишь исходя из убеждений базовых исследовательских работ, да и может быть использовано для конкретного исследования ультрахолодных атомов в оптической решетке: исключительная экспериментальная маневренность позволяет создавать «квантовые симуляторы» для моделирования конденсированных сред. Подобные квантовые симуляторы посодействуют достигнуть более глубочайшего осознания физики явлений сверхпроводимости и квантового магнетизма. Более того, любая «ячейка» оптической решетки представляет собой маленькую лабораторию для сотворения экзотичных квантовых состояний, экспериментальные установки с внедрением оптических решеток возможно окажутся более чувствительным инвентарем для исследования межатомных взаимодействий.

По пресс-релизу Max-Planck-Institut für Quantenoptik