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

Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом

Плюшеголовые разноцветные сойки не могут решить задачу с инструментами

N+1
Путь Bjőrn Путь Bjőrn

Как ресторан Bjőrn стал таким, каким все его сегодня знают

Bones
На Марсе нашли протяженные прибрежные осадочные отложения древнего океана На Марсе нашли протяженные прибрежные осадочные отложения древнего океана

Хотя поверхность Марса сухая, многие особенности рельефа ― древние речные дельты

N+1
Осы осознали абстрактные понятия «одинаковый» и «разный» Осы осознали абстрактные понятия «одинаковый» и «разный»

Бумажные осы Polistes fuscatus осознают понятия «одинаковый» и «разный»

N+1
6 самых популярных сюжетов снов 6 самых популярных сюжетов снов

Какие сюжеты снов чаще всего снятся людям?

ТехИнсайдер
Археологи раскопали на Алтае погребение афанасьевских «Ромео и Джульетты» Археологи раскопали на Алтае погребение афанасьевских «Ромео и Джульетты»

Они жили в конце IV – первой половине III тысячелетия до нашей эры

N+1
Путь самурая: как философия бусидо помогает сохранить честь в сложные времена Путь самурая: как философия бусидо помогает сохранить честь в сложные времена

Как современный человек может рассматривать кодекс чести самурая

Forbes
«Завтра я буду читать и писать»: блестящий чепчик, нарциссы и муми-тролли в любимых книгах писательницы Полины Барсковой «Завтра я буду читать и писать»: блестящий чепчик, нарциссы и муми-тролли в любимых книгах писательницы Полины Барсковой

Писательница Полина Барсковая о безжалостном Шварце и «отдельности» Туве Янссон

Правила жизни
Он прошел через 872 дня блокады Ленинграда и выжил: удивительная история кота Максима Он прошел через 872 дня блокады Ленинграда и выжил: удивительная история кота Максима

Как кот по кличке Максим из блокадного Ленинграда смог дожить до окончания вoйны

ТехИнсайдер
Боди-хоррор: что это такое и самые страшные современные фильмы этого жанра Боди-хоррор: что это такое и самые страшные современные фильмы этого жанра

Страшилки, где с человеческим телом происходит что-то нехорошее

Maxim
Характер нордический Характер нордический

Вокруг нордической кухни ходит немало споров

Bones
IQ Boost: 5 книг, которые помогут развить креативные способности и прокачать мышление IQ Boost: 5 книг, которые помогут развить креативные способности и прокачать мышление

Не только дизайнерам или музыкантам полезно развивать креативное мышление

Maxim
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
Потрясающие новые снимки Джеймса Уэбба: новорожденные звезды, сталкивающиеся галактики и горячие экзопланеты Потрясающие новые снимки Джеймса Уэбба: новорожденные звезды, сталкивающиеся галактики и горячие экзопланеты

Уэбб снял новые изображения галактик и туманность Киля

ТехИнсайдер
Как выходить из неловких ситуаций: эффективный способ Как выходить из неловких ситуаций: эффективный способ

Что поможет сохранить лицо даже в самых глупых ситуациях?

Psychologies
Тату-маскировка. Что скрывают рисунки на теле Тату-маскировка. Что скрывают рисунки на теле

Существует практическое применение татуировок. Какое?

Лиза
Рэйнор Винн: «Дикая тишина». Продолжение международного бестселлера «Соленая тропа» Рэйнор Винн: «Дикая тишина». Продолжение международного бестселлера «Соленая тропа»

Отрывок из романа-путешествия пожилой пары — в этот раз в Исландии

СНОБ
8 простых правил, которые помогут тебе быстро похудеть к отпуску 8 простых правил, которые помогут тебе быстро похудеть к отпуску

Следуй этим советам — и килограммы будут уходить сами собой

VOICE
На светлой стороне На светлой стороне

Положительные моменты негативных чувств

Лиза
Бодрое утро Бодрое утро

7 лайфхаков, как выглядеть свежо после бессонной ночи

Лиза
Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию Телескопы, звезды и темная материя: 5 женщин, которые изменили астрономию

Космические открытия, сделанные героинями этой подборки

Forbes
«Это бег по кругу»: в прокат выходит фильм «Продукты 24» о современном рабстве «Это бег по кругу»: в прокат выходит фильм «Продукты 24» о современном рабстве

Почему всем важно узнать о том, как трудовых мигрантов превращают в рабов

Forbes
«Бирюзовая» помощь: как НКО переходят на самоуправление и кому это выгодно «Бирюзовая» помощь: как НКО переходят на самоуправление и кому это выгодно

Как российские фонды становятся «бирюзовыми»?

Forbes
Вкус Кандинского: как зрение побеждает в конфликте с другими чувствами Вкус Кандинского: как зрение побеждает в конфликте с другими чувствами

Отрывок из книги «Как работают наши чувства» Рассела Джонса

Forbes
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 создать стикеры в Телеграме: пошаговая инструкция Как создать стикеры в Телеграме: пошаговая инструкция

Рассказываем, как сделать стикеры в Телеграме и поделиться своим стикерпаком

CHIP
Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах

Ресторатор Уиллиам Ламберти — как добиться успеха, несмотря на закрытия проектов

РБК
Темные времена: как и когда загар вошел в моду Темные времена: как и когда загар вошел в моду

Слова «отдохнул» и «загорел» едва ли не синонимы, но так было далеко не всегда

Правила жизни
«Первое время пациент опасен для окружающих». Как в России лечат рак радиацией «Первое время пациент опасен для окружающих». Как в России лечат рак радиацией

Как меняется жизнь раковых больных, которые согласились на облучение

СНОБ
Для чего нужна бронепленка для авто и сколько она стоит Для чего нужна бронепленка для авто и сколько она стоит

Насколько эффективны прозрачные щиты для авто?

РБК
Открыть в приложении