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

Во II тысячелетии до нашей эры британское олово попало на Ближний Восток Во II тысячелетии до нашей эры британское олово попало на Ближний Восток

Во II тысячелетии до н. э олово поступало из Британии на Ближний Восток

N+1
Лесные братья Лесные братья

Июль-август – время трёх лесных ягод: малины, черники и брусники

Здоровье
Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Вопрос психологу: что такое синдром отложенной жизни и как с ним справиться? Вопрос психологу: что такое синдром отложенной жизни и как с ним справиться?

Ловили ли вы себя на мысли, что ожидаете лучших времен?

Правила жизни
Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг

Как наш мозг реагирует на виртуальное питание

Forbes
Как и что говорить, чтобы покорить его на первом свидании? Советы, которые работают Как и что говорить, чтобы покорить его на первом свидании? Советы, которые работают

Как сделать так, чтобы он точно перезвонил? Рассказываем

VOICE
Может ли Человек-паук действительно остановить поезд паутиной Может ли Человек-паук действительно остановить поезд паутиной

Так ли прочна паутина Человека-паука, как это показано в фильмах?

ТехИнсайдер
Старше на миллион лет: как новое открытие изменило картину эволюции человека Старше на миллион лет: как новое открытие изменило картину эволюции человека

Космические лучи помогли определить возраст останков наших древних предков

Forbes
Моль, тараканы и клопы, вы сами уйдете, или вам помочь? Лучшие способы борьбы с насекомыми в квартире Моль, тараканы и клопы, вы сами уйдете, или вам помочь? Лучшие способы борьбы с насекомыми в квартире

У нас есть действенные методы борьбы не только с тараканами, но и с клопом

ТехИнсайдер
Вы точно такого не знали: 5 русских слов, значение которых со временем Вы точно такого не знали: 5 русских слов, значение которых со временем

Слова, которые есть в современном языке, раньше имели совершенно другой смысл

ТехИнсайдер
Фальшивое будущее: как Adobe готовится к эпидемии дипфейков Фальшивое будущее: как Adobe готовится к эпидемии дипфейков

Генеральный директор Adobe Шантану Нарайен хочет навести порядок в интернете

Forbes
Сколько сети накидывают сверху Сколько сети накидывают сверху

Торговая наценка на отдельные продукты питания может доходить до 100–150 %

Агроинвестор
Мифы об удачных свиданиях Мифы об удачных свиданиях

Какие мифы о свиданиях мешают нам, а не помогают

Psychologies
Тайна смерти Александра Македонского: почему тело оставалось нетленным? Тайна смерти Александра Македонского: почему тело оставалось нетленным?

Как умер Александр Македонский: теория доктора Кэтрин Холл

ТехИнсайдер
«Попкорновое легкое», которое убивает: какая опасность грозит любителям вейпов и других электронных сигарет «Попкорновое легкое», которое убивает: какая опасность грозит любителям вейпов и других электронных сигарет

Электронные сигареты — небезопасная альтернативу «классическому» курению

VOICE
Прибывшие на Дунай 8200 лет назад первые земледельцы занялись рыболовством Прибывшие на Дунай 8200 лет назад первые земледельцы занялись рыболовством

Памятник Лепенски-Вир в Сербии использовали охотники-собиратели

N+1
Александр Иншаков: Александр Иншаков:

Я на его глазах выбил ногой сигарету изо рта партнера

Караван историй
Ученые из Австралии и США установили личность «человека из Сомертона» Ученые из Австралии и США установили личность «человека из Сомертона»

Мужчина, найденный на пляже более 70 лет назад, оказался инженером из Мельбурна

N+1
Как сериал «Мисс Марвел» раскрывает силу женщины через ее культурное наследие Как сериал «Мисс Марвел» раскрывает силу женщины через ее культурное наследие

Мисс Марвел — первая супергероиня пакистанского происхождения

Forbes
Как юрист из Москвы помогает хаски, от которых отказались хозяева Как юрист из Москвы помогает хаски, от которых отказались хозяева

Как юрист из Москвы Наталия Басина построила под Рузой хаски-деревню

СНОБ
Из чего состоит компьютер: познавательный гайд по комплектующим Из чего состоит компьютер: познавательный гайд по комплектующим

Дьявол кроется в деталях — изучаем составляющие персонального компьютера

CHIP
Как общаться с прорабом и строителями, чтобы тебя не обманули: 4 совета от опытного дизайнера Как общаться с прорабом и строителями, чтобы тебя не обманули: 4 совета от опытного дизайнера

О чем важно сразу договориться с ремонтной бригадой и как проверять этапы работ

Maxim
Врачи назвали 3 рабочие привычки, которые ухудшают ваш сон Врачи назвали 3 рабочие привычки, которые ухудшают ваш сон

Работа влияет на все аспекты жизни и не в последнюю очередь на сон

Inc.
До города далеко? До города далеко?

Эмин Агаларов – о секрете долгоиграющих ресторанов

Robb Report
Карла Суарес: «Гавана, год нуля» Карла Суарес: «Гавана, год нуля»

Глава из романа «Гавана, год нуля» — о том, как можно отвлечься от ужаса вокруг

СНОБ
Как сохранить молодость: 10 проверенных способов борьбы со старением Как сохранить молодость: 10 проверенных способов борьбы со старением

Вот несколько советов, как справляться с симптомами старения организма

ТехИнсайдер
Секреты красивой груди Секреты красивой груди

Иметь соблазнительную, а главное, здоровую грудь мечтает каждая женщина

Лиза
5 самых аллергенных алкогольных напитков 5 самых аллергенных алкогольных напитков

Как отличить последствия веселого загула от аллергических реакций на алкоголь?

Maxim
Гастро-, бронхо-, колоно-: что нужно знать о процедурах, которые помогают обнаружить рак Гастро-, бронхо-, колоно-: что нужно знать о процедурах, которые помогают обнаружить рак

Когда необходима эндоскопическая диагностика при подозрении на рак?

Psychologies
7 киноляпов, которые режиссеры хотели от вас скрыть. Но им не удалось 7 киноляпов, которые режиссеры хотели от вас скрыть. Но им не удалось

Даже в самых кассовых фильмах бывают киноляпы

ТехИнсайдер
Открыть в приложении