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

Тихоходкам набили татуировки электронным пучком Тихоходкам набили татуировки электронным пучком

Китайские материаловеды нанесли татуировки живым тихоходкам

N+1
Второй после Чикатило: история советского маньяка по прозвищу «Мосгаз» Второй после Чикатило: история советского маньяка по прозвищу «Мосгаз»

Этого убийцу требовали наказать самым жестоким спосоом

VOICE
Секрет похудения, который заключается не в голодании или подсчете калорий Секрет похудения, который заключается не в голодании или подсчете калорий

Какое воздействие на организм окажет один день без углеводов?

ТехИнсайдер
10 животных, которых человек полностью истребил за последние 150 лет 10 животных, которых человек полностью истребил за последние 150 лет

В последнее время животный мир активно редеет благодаря нам и нашей деятельности

ТехИнсайдер
Нерусская водка: какие бренды популярнее всего за рубежом Нерусская водка: какие бренды популярнее всего за рубежом

О самых популярных брендах иностранной «беленькой»

Maxim
«Я к вам пишу, а дальше что?»: как перестать бояться белого листа «Я к вам пишу, а дальше что?»: как перестать бояться белого листа

Тебя тоже пугает белый лист? VOICE знает, как бороться с белизной

VOICE
6 секретов красоты, которые знают только испанки: для роскошных локонов и сияющей кожи! 6 секретов красоты, которые знают только испанки: для роскошных локонов и сияющей кожи!

6 бьюти-хитростей испанок, которые помогают им оставаться молодыми и красивыми

VOICE
Одна вокруг света: три дня по грунтовке и прощание с Андами Одна вокруг света: три дня по грунтовке и прощание с Андами

177-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко: заповедник в Перу

Forbes
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
Физики сделали разделенный нейтронный интерферометр Физики сделали разделенный нейтронный интерферометр

Первый шаг на пути создания нейтронных интерферометров с длинными плечами

N+1
Страх и смех в одном флаконе: 30 отличных комедийных хорроров Страх и смех в одном флаконе: 30 отличных комедийных хорроров

Неуклюжие вампиры и зомби, откровенные пародии на жанр – будет весело и страшно

Правила жизни
Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад Сибирские собаки включили в рацион пресноводную пищу около 7400 лет назад

Палеозоологи исследовали останки древних собак из Сибири

N+1
Как не надо мыть автомобиль: 5 ошибок, которые совершают чаще всего Как не надо мыть автомобиль: 5 ошибок, которые совершают чаще всего

Как во время мытья автомобиля не повредить лакокрасочное покрытие

CHIP
Семья, которая «владеет» Европой: чем живет клан Арно - родственники Натальи Водяновой Семья, которая «владеет» Европой: чем живет клан Арно - родственники Натальи Водяновой

Странно, что никто не снял фильм о Золушке с Натальей Водяновой в главной роли

VOICE
Ресторатор Мария Гарбут: Главное — это люди, настроение, вкусная еда и энергия, которая все это объединяет Ресторатор Мария Гарбут: Главное — это люди, настроение, вкусная еда и энергия, которая все это объединяет

Ресторатор Мария Гарбут — о серии проектов Kuznyahouse

СНОБ
Дивование Дивование

Выставка современных художниц в Каргополе

Собака.ru
«Для спасения обмирающих скоропостижно» «Для спасения обмирающих скоропостижно»

Скорая помощь на протяжении столетий оказывалась только на полях сражений

Дилетант
История одного здания: особняк Брусницыных в Петербурге История одного здания: особняк Брусницыных в Петербурге

Особняк купцов Брусницыных — таинственный дом с зеркалом Дракулы в Петербурге

Культура.РФ
Госпожа профессор: 7 женщин, которые первыми начали преподавать в вузах Госпожа профессор: 7 женщин, которые первыми начали преподавать в вузах

Семь женщин, которые занимались наукой сами и учили этому других

Forbes
7 российских художниц XX века 7 российских художниц XX века

Российский художницы XX века, чьи работы печатали известные издания

Культура.РФ
6 повседневных вещей, которые мы постоянно делаем неправильно 6 повседневных вещей, которые мы постоянно делаем неправильно

Несколько вещей, которые вы, вероятно, до сих пор делали неправильно

ТехИнсайдер
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
5 опасных мифов о сексе: а ты веришь в какой-то из них? 5 опасных мифов о сексе: а ты веришь в какой-то из них?

Стереотипы о сексе, от которых стоит отказаться как можно скорее

VOICE
5 вопросов про Курбан-байрам 5 вопросов про Курбан-байрам

Ответы на базовые вопросы об одном из самых главных мусульманских праздников

Maxim
В чем секрет Xiaomi: что действительно выпускает компания? В чем секрет Xiaomi: что действительно выпускает компания?

Как Xiaomi превратилась из заурядной компании во всемирно известный бренд

CHIP
Польза и вред куркумы: исследования ученых Польза и вред куркумы: исследования ученых

Ценные свойства и особенности куркумы

РБК
Советы и рекомендации для первого путешествия в Норильск Советы и рекомендации для первого путешествия в Норильск

Норильск: попробовать сагудай и познакомиться с оленеводом

СНОБ
Что хотел сказать Чехов — эссе Джорджа Сондерса о рассказе «Крыжовник» Что хотел сказать Чехов — эссе Джорджа Сондерса о рассказе «Крыжовник»

Отрывок из сборника эссе профессора Сиракьюсского университета

СНОБ
Очаровательно воздушен Очаровательно воздушен

Дизайнер постаралась сделать интерьер по-настоящему питерским

Идеи Вашего Дома
Выбираем зонт, который прослужит вечность: карбон, эпонж и серебро Выбираем зонт, который прослужит вечность: карбон, эпонж и серебро

Как правильно купить зонт?

Maxim
Открыть в приложении