Несколько молекул перевели в одно квантовое состояние
До сих пор конденсат Бозе-Эйнштейна удавалось создать только из элементарных частиц и атомов. Теперь физики смогли перевести в одно квантовое состояние несколько тысяч молекул
Новое открытие связано с одним из состояний материи, которое называется конденсатом Бозе-Эйнштейна. Система переходит в него, когда охлаждается до очень низких температур, при которых все составляющие ее частицы переходят в одно квантовое состояние. Это можно сравнить с маршем военных на параде, когда они идут нога в ногу и делают в точности одинаковые движения.
Достичь этого в квантовой системе очень сложно, но все же возможно. Тем не менее, конденсат Бозе-Эйнштейна обладает рядом свойств, которые могли бы быть полезны в различных областях науки и техники. Физики уже более 10 лет умеют создавать такой конденсат из атомов и элементарных частиц, но вот молекулы долгое время оставались для них неподвластны.
Поскольку молекулы больше атомов и имеют гораздо больше степеней свободы, большинство попыток «обуздать» не увенчались успехом. В новой работе исследователи все же смогли создать конденсат Бозе-Эйнштейна из молекул. Для этого физикам пришлось охладить систему всего до 10 нанокельвинов и сильно ограничить ее объем. Это позволило не только понизить энергию системы до минимально возможного уровня, но и снизить количество положений, которые может занимать каждая частица в отдельности.
В результате получился набор практически идентичных молекул — выстроенных в ряд с абсолютно одинаковой ориентацией, частотой колебаний и квантовым состоянием. В ходе экспериментов исследователи смогли таким образом связать до нескольких тысяч молекул, но уверяют, что это еще не предел. Авторы теперь анализируют потенциал нового метода и уверены, что он поможет создать квантовые устройства нового поколения.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature.