Створено еквівалент магнітного поля за участю нейтральних атомів Автор: Вікторія · Опубліковано: 04.12.2009 14:42 · Розділ: Наука

Фахівці Об'єднаного квантового інституту (США) за допомогою лазерів зуміли змусити ультрахолодні атоми рубідію поводитися подібно до заряджених частинок, поміщених у магнітне поле.

Нейтральні частинки з цілим значенням спіну - бозони - часто використовуються при моделюванні явищ квантово-механічної природи (наприклад, надпровідності); в таких експериментах системи нейтральних атомів охолоджуються до утворення конденсату Бозе - Ейнштейна (БЕК). Взаємодіючі один з одним атоми успішно імітують електрони в твердому тілі.

Оскільки атоми БЕК нейтральні, моделювати ефект впливу магнітного поля на заряджені частинки дуже важко. Фізики намагалися використати той факт, що сила Коріоліса за своїм проявом аналогічна силі Лоренца, і обертали БЕК, спостерігаючи утворення «вихорів», що нагадують ті, що з'являються в деяких надпровідниках в зовнішньому магнітному полі. Ці експерименти відрізняються надзвичайною складністю, причому для спостереження найбільш цікавих явищ (квантового ефекту Холла) потрібно імітувати сильне магнітне поле - ставити високу швидкість обертання.

«Вихри» в БЕК при різних значеннях градієнта зовнішнього магнітного поля. Фото взято з сайту jqi.umd.edu
«Вихри» в БЕК при різних значеннях градієнта зовнішнього магнітного поля. Фото взято з сайту jqi.umd.edu

Автори поставили собі за мету розробити більш просту експериментальну методику. Використовуючи стандартні технології охолодження, вони підготували БЕК на основі 250 тисяч атомів заліза 87Rb, що містилися при температурі близько 100 НК в оптичній пастці. Потім вчені включили градієнтне магнітне поле і направили на атоми два промені лазера, орієнтовані під прямим кутом один до одного. Довжини хвиль випромінювання становили близько 802 нм, але все ж таки дещо відрізнялися один від одного. Одночасний вплив градієнта поля та лазерного випромінювання призвів до того, що характеристики атомів (проекція їхнього імпульсу на одну з осей) почали змінюватися, причому зміна залежала від положення частинок в пастці. В результаті, в певних областях пастки атоми почали переміщатися точно так само, як заряджені частинки в однорідному магнітному полі.

Схема експерименту. Червоними стрілками позначені промені лазерів, зеленим - БЕК, фіолетовим - зовнішнє поле, синім - імітоване магнітне поле. Фото взято з сайту jqi.umd.edu
Схема експерименту. Червоними стрілками позначені промені лазерів, зеленим - БЕК, фіолетовим - зовнішнє поле, синім - імітоване магнітне поле. Фото взято з сайту jqi.umd.edu

Успіх експерименту було підтверджено результатами реєстрації «вихорів» в БЕК. Для зручності спостереження вчені звільнили атоми, вимкнувши пастку, і через 25 мс отримали «збільшене» зображення вихорів - чорних крапок на світлому тлі атомарного газу. Автори планують удосконалювати свою методику, поступово імітуючи все більш сильні магнітні поля.

Джерело a42.ru


Інші новини розділу

  • Вчені навчилися передбачати рівень інтелекту людини

    Вчені навчилися передбачати рівень інтелекту людини · Jane Holiday · 04.07.2017 11:31

    Люди водночас люблять та ненавидять те, як швидко змінюється та упорядковується цей світ. Ця напруга відчувалася завжди, і нерідко ставала предметом для роздумів. Але тепер, коли вчені можуть створювати карти людського мозку, передбачувати інтелектуальні здібності не складає жодних труднощів.


  • Поради для швидкого написання «диплому»

    Поради для швидкого написання «диплому» · Anastasia · 07.12.2016 18:07

    На сьогоднішній день існує безліч лайфхаків, які допомагають швидко написати наукові роботи. В залежності від зайнятості та розумових здібностей студента написання робіт може забирати певну кількість часу. Перш за все, варто оцінити свої можливості і поставити певну ціль.


  • Вчені назвали найбільший вулкан у світі

    Вчені назвали найбільший вулкан у світі · Марина Левицкая · 25.12.2015 11:08

    Вулкани в усі часи приваблювали людей своєю могутністю та красою. Виверження вулкану – це неймовірне та незабутнє явище.


  • Чи може закінчитись пам'ять?

    Чи може закінчитись пам'ять? · Марина Левицкая · 02.12.2015 11:57

    Важко переоцінити роль пам'яті в житті людини. Вона допомагає засвоювати нові знання про навколишній світ і самого себе. Завдяки пам'яті людина набуває нові вміння та навички, тому це справжній подарунок долі. В повсякденному житті пам'ять допомагає правильно організувати свій час чи знайти потрібну річ.


  • Бездумне освоєння Арктики може розбудити смертельний вірус

    Бездумне освоєння Арктики може розбудити смертельний вірус · Марина Левицкая · 09.11.2015 11:08

    Науковці із Росії та Франції заявили про те, що вони виявили в сибірській вічній мерзлоті страшний гігантський вірус. Дослідники припускають, що йому близько 30 тисяч років. Він має назву Mollivirussibericum, що з латинської перекладається, як м'який сибірський вірус. Вчені вважають, що такі віруси дуже небезпечні для людини. Вони здатні виживати в будь-яких умовах на протязі досить довгого часу. Люди бездумно освоюють Арктику і тому ризикують розбудити це страшний вірус.