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

Новозеландец под присмотром антропологов набил себе татуировки Этци Новозеландец под присмотром антропологов набил себе татуировки Этци

Татуировщик сделал себе татуировки с помощью инструментов и техник древних людей

N+1
Глиттеры для лица: тренды 2022 года, которые легко повторить дома Глиттеры для лица: тренды 2022 года, которые легко повторить дома

Как правильно сделать и смыть макияж с глиттерами?

РБК
Паук, который захотел стать муравьем: редкая находка в ископаемой смоле Паук, который захотел стать муравьем: редкая находка в ископаемой смоле

Этот ископаемый паук замечателен тем, что имитирует внешний вид муравья

ТехИнсайдер
Надежда Акулова: «Мой эталон — хлеб на закваске» Надежда Акулова: «Мой эталон — хлеб на закваске»

Шеф-пекарь — о тонкостях хлебного ремесла и исторических традициях

Bones
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
Палеогенетики подтвердили родство таштыкских мумий с сибирскими скифами Палеогенетики подтвердили родство таштыкских мумий с сибирскими скифами

Ученые впервые прочитали геномы представителей таштыкской культуры

N+1
Шоколад Шоколад

Ежегодно 11 июля любители сладкого отмечают Всемирный день шоколада

Здоровье
Новорожденный чувствует тонкие языковые различия в самые первые часы жизни Новорожденный чувствует тонкие языковые различия в самые первые часы жизни

Нейробиологи увидели богатые реакции мозга новорожденного на звуковые образы

ТехИнсайдер
Роботы учатся домашнему хозяйству, просто глядя, как это делают люди Роботы учатся домашнему хозяйству, просто глядя, как это делают люди

Как роботы учатся помогать людям дома

ТехИнсайдер
Астрономы описали формирование «черных вдов» с маломассивной звездой–компаньоном Астрономы описали формирование «черных вдов» с маломассивной звездой–компаньоном

Астрономы построили модель образования пульсаров–«черных вдов»

N+1
Сколько людей может прокормить Земля? Сколько людей может прокормить Земля?

Сможет ли наша родная планета прокормить нас?

ТехИнсайдер
Первая леди Первая леди

Как революционная феминистка стала лицом советской дипломатии

Дилетант
«Нет ничего нагляднее, чем реальность»: как искусство борется с домашним насилием «Нет ничего нагляднее, чем реальность»: как искусство борется с домашним насилием

Какую роль искусство играет в борьбе с домашним насилием?

Psychologies
Признаки овуляции: как рассчитать и распознать симптомы Признаки овуляции: как рассчитать и распознать симптомы

Как узнать, что овуляция наступила

VOICE
Почему твоя белая рубашка Почему твоя белая рубашка

Почему белая рубашка не смотрится на тебе и портит все аутфиты? Разбираемся!

VOICE
Смогут ли Россия и Китай понять друг друга Смогут ли Россия и Китай понять друг друга

Как повернуть систему подготовки кадров на Восток?

Эксперт
Алло, вас грабят! Алло, вас грабят!

5 новых схем финансового мошенничества

Лиза
От  От 

Необычные и невероятно красивые места России

Караван историй
Как похудеть: советы для тех, кто не может начать с понедельника Как похудеть: советы для тех, кто не может начать с понедельника

Делимся маленькими хитростями, которые помогут сделать первые шаги в похудении

ТехИнсайдер
Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди Нина Хрущёва vs Джеки Кеннеди

Встречались не только президенты, встречались и их жёны

Дилетант
Кто такие подонки, и какую грамоту получил Филька? 10 крылатых выражений и их происхождение Кто такие подонки, и какую грамоту получил Филька? 10 крылатых выражений и их происхождение

Докопаемся до сути и разберемся с десятью крылатыми выражениями

ТехИнсайдер
9 культовых хоррор-фильмов в жанре научной фантастики 9 культовых хоррор-фильмов в жанре научной фантастики

Советуем научно-фантастические фильмы 1950-х!

Правила жизни
Это не блажь: почему возникает послеродовая депрессия и как с ней справиться Это не блажь: почему возникает послеродовая депрессия и как с ней справиться

Почему после рождения ребенка некоторые женщины оказываются в «черной дыре»?

Forbes
Почему когда мы хотим одного, то часто делаем совсем другое? Почему когда мы хотим одного, то часто делаем совсем другое?

Почему когда принимаемое решение имеет реальные последствия, люди бездействуют

ТехИнсайдер
Богатство России будет прирастать… опилками Богатство России будет прирастать… опилками

На основе опилок можно сделать много важного и полезного

Наука и жизнь
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
«Черные считались язычниками»: история рабства, рассказанная бывшим невольником «Черные считались язычниками»: история рабства, рассказанная бывшим невольником

Глава из книги Букера Вашингтона «Восставая из рабства»

Forbes
Почему мы не любим себя на фото Почему мы не любим себя на фото

«Улыбнитесь!» — и нас в ту же секунду сковывает напряжение

Psychologies
Самую большую кувшинку в мире признали отдельным видом Самую большую кувшинку в мире признали отдельным видом

Самая большая кувшинка растет только на севере Боливии

N+1
Почему собаки ставят на вас лапы: 9 главных причин Почему собаки ставят на вас лапы: 9 главных причин

Собака ставит на вас лапы? Есть несколько причин, объясняющих такое поведение

ТехИнсайдер
Открыть в приложении