Американским ученым впервые удалось получить стабильный супергаз Тонкса-Жирардо и наблюдать в нем редкое состояние «квантовых шрамов». Это стало возможным благодаря присутствию в системе атомов диспрозия, которые добавили магнитные взаимодействия к силами притяжения и отталкивания между частицами. Статья опубликована в журнале Science.
Коллектив ученых под руководством исследователей из Стэнфордского университета впервые наблюдал развитие «квантовых шрамов» — чрезвычайно редких повторяющихся траекторий частиц в хаотичной квантовой системе. С помощью таких состояний может кодироваться информация. Эксперимент представляет первый пример «квантовых шрамов» в квантовом газе из множества частиц, и вторым в истории физики наблюдением этого состояния. Открытие стало еще одним шагом к созданию стабильных квантовых систем необходимых для развития таких технологий, как квантовые компьютеры.
Эксперименты проводились на модельной системе многих тел — супергазе Тонкса-Жирардо. Это возбужденная фаза одномерного квантового газа, где атомы ограниченны одной линией движения, а отталкивание и притяжение между ними очень сильны. Теоретически такой газ не принимает шарообразную форму, как это делают нормальные газы. Но на практике он это делает из-за экспериментальных недостатков. Ученым удалось решить эту проблему с помощью добавления атомов диспрозия, которые внесли в систему магнитные взаимодействия.
«Мы добавили магнитные взаимодействия, которые были очень слабыми по сравнению с силами притяжения, уже присутствующими в газе. Поэтому мы ожидали, что что-то изменится. Мы думали, что газ все равно коллапсирует, но были не правы!» — рассказал ведущий автор работы Бенджамин Лев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
