Учёные научились визуализировать трёхмерные квантовые системы
Исследователи изучают контролируемую квантовую систему в лаборатории, чтобы понять физику менее контролируемой системы.
Такая «техника» исследований неуникальна — например, с помощью ультрахолодных атомов, попавших в ловушку стоячих волн лазерного света, можно имитировать физику электронов в твёрдых телах и получить новое представление об их квантовых фазах.
Решающее значение также имеет визуализация. Например, квантовые газовые микроскопы позволяют обнаружить все частицы в квантовой системе, что даёт доступ к произвольным корреляционным функциям для характеристики состояния. Технология основана на оптическом разрешении участков решетки с интервалом обычно в половину микрометра и поэтому была ограничена глубиной резкости двумерных систем.
Что делают учёные? Для этого ученые используют «линзу»-ловушку — она позволяет увеличить распределение плотности самих ультрахолодных атомов в 90 раз. После этого оптическое изображение атомов становится возможным без ограничений по дифракции или глубине резкости.
Новую технику используют для изучения конденсатов Бозе-Эйнштейна ультрахолодных атомов рубидия в оптической решетке. Это сделает возможным особо точное измерение фазового перехода в конденсат Бозе-Эйнштейна, а также позволит обнаружить атомы по отдельности.
Работа опубликована в журнале Nature.