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

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
«Браслет защищает от сглаза»: Меган Маркл полюбила особое украшение с турецкими мотивами «Браслет защищает от сглаза»: Меган Маркл полюбила особое украшение с турецкими мотивами

Герцогиня Сассекская известна как суеверная дама, она верит в магию камней

VOICE
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Ученые создали миниатюрную копию желудочка сердца — и даже заставили ее биться Ученые создали миниатюрную копию желудочка сердца — и даже заставили ее биться

Новый орган, похожий на сердце, был выращен в лаборатории

ТехИнсайдер
В космосе обнаружили разрушительное явление, которому нет равных по масштабу В космосе обнаружили разрушительное явление, которому нет равных по масштабу

В просторах Вселенной разворачиваются драмы поистине космического масштаба

Inc.
Сати Спивакова: Сати Спивакова:

Я была уверена, что профессия, если ею не заниматься, мстит, просто умирает

Караван историй
Российские физики из ФИАН «сварили» бактерии лазером Российские физики из ФИАН «сварили» бактерии лазером

Ученым из Физического института РАН удалось «сварить» патогенные бактерии

ТехИнсайдер
Принять палатку за медведя: как эмоции влияют на наши умственные расчеты Принять палатку за медведя: как эмоции влияют на наши умственные расчеты

Глава из книги Леонарда Млодинова «Эмоциональность»

Forbes
Александра Белякова: «Варианта не быть богатой не было» Александра Белякова: «Варианта не быть богатой не было»

Как Александра Белякова сочетает карьеру певицы и бизнес-коуча

ЖАРА Magazine
Из солдат в рабочие: история и интересные факты о джипах Из солдат в рабочие: история и интересные факты о джипах

Почему слово «джип» стало нарицательным?

Вокруг света
Золотая середина Золотая середина

Интерьер, в котором сочетаются классические элементы и мотивы ар-деко

SALON-Interior
Тернистый путь к Тернистый путь к

Перед тем как выйти на красные дорожки, актеры залечивают раны

ТехИнсайдер
Так ли уж важны подушки безопасности? Так ли уж важны подушки безопасности?

Насколько небезопасны машины без аэрбегов?

Maxim
Рейтинги падают, возраст берет своё: что стало с Элен и Николя из культового французского сериала для подростков Рейтинги падают, возраст берет своё: что стало с Элен и Николя из культового французского сериала для подростков

Как сейчас выглядят и чем заняты Элен и Николя из сериала «Элен и ребята»

VOICE
1200 км за 8 дней: туристический маршрут по Сибири – путешествие, которые ты точно не забудешь 1200 км за 8 дней: туристический маршрут по Сибири – путешествие, которые ты точно не забудешь

Как за одну поездку посетить Красноярский край, Хакасию и Тыву

VOICE
Загадки Дюрера: что зашифровал художник в своих работах Загадки Дюрера: что зашифровал художник в своих работах

Какие знаки и символы зашифрованы в знаменитых работах великого художника Дюрера

Культура.РФ
На босу ногу: как сделать так, чтобы обувь не натирала На босу ногу: как сделать так, чтобы обувь не натирала

Несколько лайфхаков, которые спасут ваши ноги от натирания

Правила жизни
Лори не запишут в Черную книгу: как жители крошечного острова пытаются спасти вымирающих попугаев Лори не запишут в Черную книгу: как жители крошечного острова пытаются спасти вымирающих попугаев

Попугаи лори сегодня находятся на грани исчезновения

ТехИнсайдер
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
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
«Чувствую себя 6-летним ребенком»: как живет женщина с редкой формой амнезии «Чувствую себя 6-летним ребенком»: как живет женщина с редкой формой амнезии

История девушки, которая забывает почти всю свою жизнь и переносится в прошлое

Psychologies
Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт Что выдает дилетанта: 7 популярных ошибок, которые портят ваш ремонт

Некоторые вещи моментально выдают неумелого мастера ремонта

ТехИнсайдер
Кто первым связал коммунизм с электрификацией Кто первым связал коммунизм с электрификацией

Григорий Ревзин о коммивояжере, который добавил к утопии Ниагарский водопад

Weekend
Гори-гори ясно: 15 крутых кострищ на любого случая Гори-гори ясно: 15 крутых кострищ на любого случая

Костровое дело - это целая наука

ТехИнсайдер
Почему мы занимаемся сексом, когда не хотим: 5 причин Почему мы занимаемся сексом, когда не хотим: 5 причин

Иногда даже сомнительные мотивы заняться сексом не исключают приятных сюрпризов

Psychologies
Животное в человеке: 6 неочевидных лайфхаков по улучшению самочувствия Животное в человеке: 6 неочевидных лайфхаков по улучшению самочувствия

Какие привычки наших соседей по планете служат своеобразным антистрессом?

Psychologies
Его ошибки в сексуальных отношениях, с которыми женщине (не) стоит соглашаться: взгляд мужчин Его ошибки в сексуальных отношениях, с которыми женщине (не) стоит соглашаться: взгляд мужчин

Мнения женщин и мужчин по поводу типичных проблем в интимной сфере

Psychologies
Хлеб с вареньем Хлеб с вареньем

Продукты, которые нельзя сочетать

Лиза
Инга Скороходова: Инга Скороходова:

О дружбе писателя Глеба Скороходова с известными людьми рассказывает его сестра

Караван историй
5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться 5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться

Безобидные существа, от которых на самом деле стоит держаться подальше

ТехИнсайдер
Открыть в приложении