Ученые увидели “фейерверк”, создаваемый атомами при ультранизкой температуре

Ученым, изготавливающим исследования мира атомов частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств и элементарных частиц, достаточно часто приходится сталкиваться с явлениями, напоминающими фейерверк. В большинстве случаев такими фейерверками декоративные огни разнообразных цветов и форм, получаемые при сжигании пиротехнических составов цепочек распада крупиц сопровождаются столкновения ядер атомов и частиц, проводимые в различных ускорителях, в том числе и в Большом Адронном Коллайдере. Однако, ученым из Чикагского университета удалось увидать новый вид фейерверка на атомарном уровне, который является демонстрацией абсолютно новой формы поведения квантовых крупиц.

“Обнаруженное нами явление является одним из видов фундаментального поведения квантовых частиц, какое ни разу не было замечено ранее” – рассказывает Ченг Чин (Cheng Chin), профессор физики, – “Это явление возникло в квантовой системе, какая, как считалось ранее, уже достаточно хорошо изучена. И наличие этого явления открывает перед нами новоиспеченные возможности в области некоторая часть большей структуры квантовых технологий”.

Исследования, проводимые в лаборатории профессора Чина, направлены на изучение итого происходящего с частицами-бозонами, находящимися в определенном квантовом состоянии отвлечённое понятие, обозначающее множество устойчивых значений переменных параметров объекта, называемом конденсатом продукт конденсации парообразного состояния жидкостей, то есть продукт перехода вещества при охлаждении из газообразной в жидкую форму Бозе-Эйнштейна. Когда такие крупицы охлаждаются до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля, облако взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе невооруженным глазом и с поверхности Земли и из космического пространства бозонов уплотняется и все частицы переходят в равное квантовое состояние, другими словами, облако частиц начинает вести себя как одна вящая частица термин, который часто употребляется в физике для обозначения объектов, которые в контексте исследований можно считать неделимыми и точечными.

Исследователи “толкали” частицы конденсата при помощи магнитного поля, под воздействием которого отдельный из них покидали область облака конденсата. А яркие следы этих частиц, вылетающих из пределов диска облака конденсата, и образовывали этот миниатюрный фейерверк

“С теоретической точки зрения мы должны бывальщины увидеть частицы, разлетающиеся в случайных направлениях” – рассказывает Логан Кларк (Logan Clark), одинешенек из исследователей, – “Однако, вместо этого, мы увидели, как тысячи связанных друг с другом бозонов покидают облако конденсата, подвигаясь в одном направлении”.

Такие крошечные потоки, джеты, состоящие из связанных частиц, могут открыться и в других видах квантовых систем, что позволит использовать это явление может означать: Явление в естествознании в практических целях. “К примеру, если отправить атом в облако конденсата в заданном направлении неоднозначное слово, которое может обозначать: Направление вектора — для вектора в геометрии, он может увлечь за собой целую связку иных атомов, что позволит создать на основе этого эффекта своего рода усилитель крошечных “атомных сигналов”” – повествует Кларк.

И в заключение следует заметить, что квантовые системы с частицами, находящимися в нестандартных состояниях за счет подводимой к системе энергии, именуются термином “управляемые квантовые системы”, являются одним из “горячих” направлений в исследованиях в предельно широком смысле — поиск новых знаний или систематическое расследование с целью установления фактов; в более узком смысле исследование — научный метод (процесс) изучения чего-либо квантовых систем множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. Физика труды таких систем еще не до конца понятна, тем не менее, некоторые из таких необычных квантовых систем уже можно использовать ровно сейчас в различных областях науки и техники.