Физики смогли довести газ полярных молекул до температуры ниже температуры Ферми

N+1Наука

Газ ультрахолодных полярных молекул довели до квантового режима

Марат Хамадеев

Andreas Schindewolf et al. / Nature, 2022

Европейские физики смогли довести трехмерный газ полярных молекул до температуры в три раза ниже температуры Ферми – предела, после которого на поведении вещества начинают сказываться квантовые эффекты, связанные с принципом запрета Паули. В будущем это позволит проводить эксперименты с полярными молекулами в квантовом режиме, например, использовать их в качестве квантового симулятора для изучения других фермионных систем. Исследование опубликовано в Nature.

Диполь-дипольное взаимодействие — это самый сильный механизм, с помощью которого могут электромагнитно взаимодействовать нейтральные частицы. Рекордсменами в этой области считаются полярные молекулы, в число которых входят, например, молекулы воды. Электронная плотность в них смещена относительно положительного заряда ядер. Полярные молекулы могли бы стать прекрасным инструментом для квантовой симуляции сильных взаимодействий многих тел, например, дырок и электронов, но для этого молекулы нужно перевести в режим вырожденного квантового газа. О том, что это такое, читайте в материале «Квантовые газы при низких температурах».

Чтобы газ стал вырожденным, его нужно достаточно сильно охладить. Ученые знают несколько методов охлаждения до ультранизких температур, но в случае с полярными молекулами все упирается в проблему: чтобы холод распространился по всему ансамблю, частицы должны перераспределить между собой энергию за счет упругих взаимодействий. Но ультрахолодные полярные молекулы от столкновений чаще всего разрушаются.

Ранее мы рассказывали, как физикам с помощью электрического поля удалось резко увеличить частоту упругих столкновений в двумерном ферми-газе, охладив его ниже температуры Ферми. В трехмерном случае эту проблему также пытались решать с помощью постоянного поля. Физики смогли подавить неупругие взаимодействия, однако температура, которую они достигли, превышала температуру Ферми в полтора раза. Наконец, еще один способ защитить молекулы от разрушительных столкновений — это использовать микроволновое излучение, однако насколько он будет эффективен в задаче охлаждения ниже температуры Ферми, до недавнего времени было непонятно.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи» «Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи»

Как дисковые галактики сохраняют устойчивость

N+1
О рыбаке и рыбке О рыбаке и рыбке

Хозяин этого дома — заядлый рыбак

Robb Report
1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
Продолжительная засуха привела к социальной напряженности и краху Майяпана Продолжительная засуха привела к социальной напряженности и краху Майяпана

Ученые исследовали материалы из крупнейшей политической столицы майя

N+1
Прививка от аллергии АСИТ — как она работает? Прививка от аллергии АСИТ — как она работает?

Вместо того чтобы смягчать симптомы аллергии, можно устранить причину

СНОБ
От Врубеля до Урса Фишера: как керамика стала популярным трендом в искусстве От Врубеля до Урса Фишера: как керамика стала популярным трендом в искусстве

С чего началось увлечение аудитории и коллекционеров керамикой

Forbes
«В восемнадцать лет ей досталась страна с тяжким прошлым и шатким будущим». Отрывок из книги о Клеопатре «В восемнадцать лет ей досталась страна с тяжким прошлым и шатким будущим». Отрывок из книги о Клеопатре

Отрывок из книги Стейси Шифф о египетской царице Клеопатре

СНОБ
Зачем СССР пытался построить авианосцы и почему все планы пошли прахом Зачем СССР пытался построить авианосцы и почему все планы пошли прахом

Инженеры СССР годами пытались построить боевые авианосцы, но безуспешно

ТехИнсайдер
Как советский спутник наслал безумие на американские школы Как советский спутник наслал безумие на американские школы

Из-за Советского Союза у школьников в США настали очень трудные времена

Maxim
«Чахоточный шик. История красоты, моды и недуга». Как и почему туберкулез стал романтической болезнью «Чахоточный шик. История красоты, моды и недуга». Как и почему туберкулез стал романтической болезнью

Почему в XVIII–XIX веках чахотка была романтическим диагнозом

N+1
В Египте нашли мумию парализованной после инсульта женщины В Египте нашли мумию парализованной после инсульта женщины

Ученые исследовали древнеегипетскую мумию, похороненную с костылем

N+1
Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь Великая лунная мистификация 1835 года: как фантаст заставил весь мир поверить, что на Луне есть жизнь

Первый в истории пранк о пришельцах, который полностью вышел из-под контроля

ТехИнсайдер
Дешево и экологично: в Италии придумали способ хранения энергии с помощью CO2 Дешево и экологично: в Италии придумали способ хранения энергии с помощью CO2

Инженеры запустили технологию хранения электроэнергии с помощью углекислого газа

Вокруг света
Какая самая высокая температура в известной Вселенной и можно ли ее достичь? Какая самая высокая температура в известной Вселенной и можно ли ее достичь?

Удастся ли нам нагреть на Земле вещество до самой высокой температуры?

ТехИнсайдер
Мода хиппи, Средневековье и Жаклин Кеннеди. Какие образы вдохновляли художников по костюмам фильмов о Гарри Поттере Мода хиппи, Средневековье и Жаклин Кеннеди. Какие образы вдохновляли художников по костюмам фильмов о Гарри Поттере

Как создатели фильмов о волшебниках выбирали одежду для персонажей

СНОБ
5 романтичных экранизаций французских романов 5 романтичных экранизаций французских романов

Французские романы, которые послужили основой для отличных экранизаций

СНОБ
Может ли микроволновая печь уничтожить все бактерии в несвежей еде Может ли микроволновая печь уничтожить все бактерии в несвежей еде

Насколько безопасна микроволновка? Убивает ли она бактерии?

ТехИнсайдер
Тариф молодежный. Как получить субсидию за сотрудников до 30 лет Тариф молодежный. Как получить субсидию за сотрудников до 30 лет

Работодатели могут получить субсидии за трудоустройство сотрудников моложе 30

Inc.
6 признаков, что у твоего мужа кризис среднего возраста: ты должна знать их все! 6 признаков, что у твоего мужа кризис среднего возраста: ты должна знать их все!

Как помочь мужу справиться с кризисом среднего возраста

VOICE
Гимнастки и теннисистки: какие виды спорта позволяют женщинам зарабатывать больше Гимнастки и теннисистки: какие виды спорта позволяют женщинам зарабатывать больше

Гендерный дисбаланс в спорте постепенно выравнивается

Forbes
Как женщины отстаивают свои права в странах, где равенства не существует Как женщины отстаивают свои права в странах, где равенства не существует

Женщины, которые борются за свои права там, где это практически невозможно

Forbes
Беспорядок в больших водных кластерах ограничил время их ионизации Беспорядок в больших водных кластерах ограничил время их ионизации

Волновые функции электронных вакансий локализуются из-за эффекта Андерсона

N+1
«Начальники тоже люди»: они устают тащить на себе выгоревших сотрудников и, выгорая следом, массово увольняются «Начальники тоже люди»: они устают тащить на себе выгоревших сотрудников и, выгорая следом, массово увольняются

Почему руководители массово покидают свои посты и чем это грозит?

VC.RU
В Египте раскопали гробницу командующего наемниками В Египте раскопали гробницу командующего наемниками

Военачальник по имени Уахибра-меринейт жил в начале V века до нашей эры

N+1
Как завоевать любого мужчину: секрет неотразимой Лили Брик Как завоевать любого мужчину: секрет неотразимой Лили Брик

Лиля Брик — одна из самых неординарных женщин XX века

VOICE
6 причин любить свои недостатки 6 причин любить свои недостатки

Как полюбить все свои особенности?

Psychologies
Большинство зубов ранних Homo из Колыбели человечества принадлежало другим гоминидам Большинство зубов ранних Homo из Колыбели человечества принадлежало другим гоминидам

Палеоантропологи повторно исследовали зубы ранних Homo в Колыбели человечества

N+1
7 удивительных историй о красках-убийцах 7 удивительных историй о красках-убийцах

Некоторые из этих красок стоили целое состояние, а некоторые — убивали

Maxim
Добро пожаловать в суперигру Добро пожаловать в суперигру

Александра Урсуляк — о комедиях, драмах и семейных ценностях

OK!
От иранской грязи до обесцвечивания: как женщины в СССР боролись с лишними волосами на теле От иранской грязи до обесцвечивания: как женщины в СССР боролись с лишними волосами на теле

Эпиляция по-советски: что помогало женщинам удалять волосы с тела?

VOICE
Открыть в приложении