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

Оцелоты подружились с опоссумами Оцелоты подружились с опоссумами

На чем держится межвидовая дружба между опоссумами и оцелотами?

N+1
Первая из племени: кто такая Драупади Мурму, новый президент Индии Первая из племени: кто такая Драупади Мурму, новый президент Индии

Рассказываем о политической карьере Драупади Мурму

Forbes
Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Децл, капитан космического корабля. Как самый ненавидимый рэп-музыкант стал символом эпохи Децл, капитан космического корабля. Как самый ненавидимый рэп-музыкант стал символом эпохи

Вспоминаем историю первой звезды российского рэпа

Правила жизни
Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43% Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43%

Употребление большого количества сахара может повысить риск развития деменции

ТехИнсайдер
Ирина и Денис Клявер: Ирина и Денис Клявер:

Самонадеянный, самоуверенный, красивый нахал

Коллекция. Караван историй
Уместить человечество в 16 типов: что такое тестирование MBTI и стоит ли ему верить Уместить человечество в 16 типов: что такое тестирование MBTI и стоит ли ему верить

Действительно ли люди делятся на 16 типов личности?

Forbes
Жизнь в ночном сумраке: шесть лучших фильмов про вампиров и оборотней Жизнь в ночном сумраке: шесть лучших фильмов про вампиров и оборотней

Фильмы, которые точно стоит посмотреть любителям сверхъестественной фантастики

Forbes
Кнопка «выкл» Кнопка «выкл»

Анестезиолог о разных видах наркоза (кому и в каких случаях он нужен)

Лиза
Андрей Шемякин, SEA Company — о маркетинговой упаковке брендов Андрей Шемякин, SEA Company — о маркетинговой упаковке брендов

Андрей Шемякин рассказал о маркетинговом позиционировании российских брендов

РБК
Как расчеловечить за три недели Как расчеловечить за три недели

«Колымские рассказы»: путеводитель по аду Варлама Шаламова

Weekend
Никуда не денется: 7 способов Никуда не денется: 7 способов

От некоторых женщин мужчины не уходят. В чем их секрет?

VOICE
Мужской характер Мужской характер

В наполненном интересными деталями интерьере ощущается умеренная брутальность

Идеи Вашего Дома
Что такое инсомния: причины бессонницы, виды, лечение, советы врача Что такое инсомния: причины бессонницы, виды, лечение, советы врача

Причины бессонницы и способы борьбы с ней

РБК
Как работают 3D-очки Как работают 3D-очки

В чем секрет 3D-очков с синим и красным стеклом? Как они работают?

ТехИнсайдер
95 лет роману Двенадцать стульев 95 лет роману Двенадцать стульев

«12 стульев» — пример живой сатиры, понятный читателю из совсем другого мира

Правила жизни
Синдром «Никому не верю» Синдром «Никому не верю»

Как обрести здоровые отношения с мужчинами

Лиза
Как медведь боеприпасы на войне носил: невероятная история косолапого капрала, который прошел через всю Вторую Мировую Как медведь боеприпасы на войне носил: невероятная история косолапого капрала, который прошел через всю Вторую Мировую

Войтек — медведь, который был удостоен звания капрала

ТехИнсайдер
Мифы об удачных свиданиях Мифы об удачных свиданиях

Какие мифы о свиданиях мешают нам, а не помогают

Psychologies
«Завтра я всегда бывала львом»: история человека, вылечившегося от шизофрении «Завтра я всегда бывала львом»: история человека, вылечившегося от шизофрении

Норвежка Арнхильд Лаувенг — психолог, но не обычный

Psychologies
Первая вдова СССР Первая вдова СССР

Крупская занималась вопросами коммунистического воспитания и образования

Дилетант
Не жук чихнул: почему знаменитости повально начали есть насекомых Не жук чихнул: почему знаменитости повально начали есть насекомых

Как диета из насекомых стала новым мировым трендом?

Правила жизни
Пенсионный фонд: топ-5 невероятных собак-долгожителей, которые бьют абсолютно все рекорды Пенсионный фонд: топ-5 невероятных собак-долгожителей, которые бьют абсолютно все рекорды

Этим хозяевам все таки повезло провести со своим питомцем не один десяток лет

ТехИнсайдер
Язык ненависти vs язык мира: как реагировать на агрессию в повседневном общении? Язык ненависти vs язык мира: как реагировать на агрессию в повседневном общении?

Как реагировать на язык вражды и что ему можно противопоставить?

Psychologies
Наталья Гвоздикова: Наталья Гвоздикова:

Хочу рассказать о тех, кого помню и люблю

Караван историй
О спот, ты — мир О спот, ты — мир

В серфинге техника уходит на второй план, важнее становится личность серфера

Men Today
Женихи не прощают смешного: что значил бал для девушки в XIX веке Женихи не прощают смешного: что значил бал для девушки в XIX веке

Отрывок из романа «Нашествие» — альтернативного взгляда на мир 1812 года

Forbes
Разрушающая ревность: как избавиться от деструктивного чувства в отношениях Разрушающая ревность: как избавиться от деструктивного чувства в отношениях

Откуда берется чувство ревности и как от него избавиться?

Psychologies
Как есть, чтобы похудеть: 4 главных микроэлемента здоровой диеты Как есть, чтобы похудеть: 4 главных микроэлемента здоровой диеты

Какие микроэлементы должны присутствовать в здоровой диете

Psychologies
Изменить правила игры: как женщины становятся топ-менеджерами в мужском спорте Изменить правила игры: как женщины становятся топ-менеджерами в мужском спорте

Разбираемся, как женщины попадают в топ-менеджмент в спорте

Forbes
Открыть в приложении