В конеднсате Бозе-Эйнштейна нашли новую фазу
Физики создали конденсат Бозе-Эйнштейна из фотонов и нашли в нем новую фазу, которая возникает из-за эффектов взаимодействия частиц с зеркалами
Конденсат Бозе-Эйнштейна — это физическая система, которая сущесвует только при очень низких температурах. Частицы в этой системе находятся преимущественно в одном и том же квантово-механическом состоянии, что делает их энергии и прочие физические характеристики одинаковыми. Другими словами, частицы в такой системе ведут себя как одна гигантская «суперчастица». Такое состояние можно описать одной волновой функцией.
В 2010 году физикам впервые удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна из фотонов. Для этого ученые ловили частицы света в резонаторе, состоящем из двух криволинейных зеркал, расположенных на расстоянии чуть более микрометра друг от друга, которые отражают быстро вращающийся луч света. Пространство между ними было заполнено раствором красителя для охлаждения — уменьшения энергии — фотонов. Молекулы красителя поглощают фотоны, а затем переизлучают их. При этом образовавшиеся частицы имеют меньшую энергию.
В новом исследовании ученые смогли обнаружить в такой системе новый фазовый переход. Авторы наблюдали, как благодаря полупрозрачным зеркалам фотоны начинают «теряться» и меняться местами, увеличивая неравновесность системы, в результате чего в конденсате начинаются колебания температуры. В итоге возникает переход между такой колебательной фазой и фазой затухания. Затухание в данном случае означает уменьшение амплитуды вибрации системы.
Исследователи планируют использовать результаты своей работы в качестве основы для дальнейших исследований по поиску новых фотонных состояний в конденсатах из множества связанных частиц. Ученые предполагают, что открытие может найти применение в технологиях квантовой связи.
Исследование опубликовано в журнале Science.