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

Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток

Как находка палеонтологов определила систематическое положение скребней

N+1
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
Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении

Как свежий воздух усиливает эффект от физической активности

ТехИнсайдер
Зачем нужен пилинг для кожи головы и как его выбрать Зачем нужен пилинг для кожи головы и как его выбрать

Пилинг поможет избавиться от перхоти, зуда и повышенной жирности головы

РБК
Отец телевидения Владимир Зворыкин: история изобретения, изменившего мир Отец телевидения Владимир Зворыкин: история изобретения, изменившего мир

Почему отец телевидения Владимир Зворыкин возненавидел свое творение

ТехИнсайдер
Овощи как новый тренд Овощи как новый тренд

В последнее время тема овощей в гастрономии актуальна как никогда

Bones
Нейросеть определила видовую принадлежность прихлопнутых комаров Нейросеть определила видовую принадлежность прихлопнутых комаров

Создан алгоритм, который определяет видовую принадлежность прихлопнутого комара

N+1
8 вещей и явлений, названных в честь исторических личностей 8 вещей и явлений, названных в честь исторических личностей

Иногда новым словом становится чье-то имя или фамилия

ТехИнсайдер
Полосатый рейс: как жили и работали хвостатые актеры СССР Полосатый рейс: как жили и работали хвостатые актеры СССР

Вспоминаем известных пушистых героев советского прошлого

ТехИнсайдер
Срединная Литва и генерал Желиговский Срединная Литва и генерал Желиговский

В 1920 году Польша замахнулась на свой Эльзас. Но произошло неожиданное событие…

Дилетант
Что происходит с телом человека после смерти? Что происходит с телом человека после смерти?

Что происходит с нашими телами после смерти?

ТехИнсайдер
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
«Свадьба превратилась в похороны»: рассказы ведущих и гостей о самых странных церемониях «Свадьба превратилась в похороны»: рассказы ведущих и гостей о самых странных церемониях

Ведущие и фотографы свадеб — о том, как (не) превратить праздник в трагедию

Maxim
Unmatched по версии Кранаха: что стоит за картинами немецкого живописца? Unmatched по версии Кранаха: что стоит за картинами немецкого живописца?

На какие темы писал картины Лукас Кранах и кого таким образом высмеивал

Правила жизни
Палеопаразитологи впервые обнаружили азиатского цепня в древних фекалиях из Ирана Палеопаразитологи впервые обнаружили азиатского цепня в древних фекалиях из Ирана

Палеопаразитологи исследовали 30 образцов палеофекалий

N+1
Физики научили случайные лазеры собираться по требованию Физики научили случайные лазеры собираться по требованию

Физики продемонстрировали технологию самосборки коллоидных частиц в структуры

N+1
Как самому отрегулировать фары: пошаговая инструкция и советы механика Как самому отрегулировать фары: пошаговая инструкция и советы механика

Настроить головное освещение можно самостоятельно

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

Как узнать, что овуляция наступила

VOICE
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
Почему мы так говорим: «Главное — не победа, а участие» Почему мы так говорим: «Главное — не победа, а участие»

24 июля 1908 года спортивный мир пережил потрясающую и незабываемую драму

Maxim
45 лучших сериалов современности, которые должен посмотреть каждый: выбор читателей «Правил жизни» 45 лучших сериалов современности, которые должен посмотреть каждый: выбор читателей «Правил жизни»

Супергеройские комедии, захватывающие триллеры, серьезные драмы, любимые ситкомы

Правила жизни
Между Европой и Азией Между Европой и Азией

Как развивается непривычная для жителей Екатеринбурга паназиатская кухня?

Bones
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
Атмосфера драйва Атмосфера драйва

Необычный симбиоз стилей получился из-за разных предпочтений владельцев

Идеи Вашего Дома
Семейный лофт Семейный лофт

Идеальное соотношение между технологичностью, стилем и функциональностью

SALON-Interior
Пробирают до мурашек: 10 неклассических хорроров для тех, кому не хватает адреналина Пробирают до мурашек: 10 неклассических хорроров для тех, кому не хватает адреналина

Фильмы ужасов, которые однозначно стоит попробовать на вкус

Правила жизни
Краткая история «Гоголь-центра» Краткая история «Гоголь-центра»

«Сноб» вспоминает все, что происходило в театре «Гоголь-центер» и вокруг него

СНОБ
Как по облакам определить погоду: 10 типов облаков, и о чем они говорят Как по облакам определить погоду: 10 типов облаков, и о чем они говорят

Если знать, о чем говорит каждый из типов облаков, можно предсказать погоду

ТехИнсайдер
Инга Девяткина: «Хороший человек — это профессия» Инга Девяткина: «Хороший человек — это профессия»

До руководителя в «Dr. Живаго» я прошла долгий путь от хостес до администратора

Bones
«Страх отступает, когда ты сделал первый шаг» «Страх отступает, когда ты сделал первый шаг»

Миша М — о новых песнях, смене псевдонима и планах

OK!
Открыть в приложении