Науковці успішно створили та спостерігали так звані «струни Бете» в ультрахолодному газі — майже через століття після того, як їх передбачив лауреат Нобелівської премії Ганс Бете,
Минуло майже століття відтоді, як видатний фізик і лауреат Нобелівської премії Ганс Бете математично описав існування незвичних квантових структур, і ось міжнародній команді дослідників вдалося втілити їх у життя. Використовуючи хмари ультрахолодних атомів, учені створили й детально дослідили так звані струни Бете. Це відкриває нові можливості для вивчення складних багаточастинкових квантових систем.
Читайте також:
Острівці порядку. Дослідники виявили регулярні траєкторії серед хаосу в квантових системах Ще в 1931 році Ганс Бете припустив, що в певних квантових одновимірних системах частинки можуть об'єднуватися в унікальні колективні стани завдяки взаємодії між собою, а не завдяки класичним хімічним зв’язкам. Протягом десятиліть ця концепція залишалася суто теоретичною. Однак нещодавно дослідники з Інсбрукського університету у співпраці з колегами з Амстердамського університету та Технічного університету Мюнхена змогли експериментально зафіксувати ці структури.
Науковці опублікували результати дослідження в журналі Nature Communications.
Для цього вчені охолодили хмару атомів цезію до температури, що перевищує абсолютний нуль лише на кілька мільярдних часток градуса. Отриману масу розділили на тисячі надзвичайно вузьких трубок, створивши ідеальне одновимірне середовище. Змінюючи характер взаємодії між атомами з відштовхування на притягання, дослідники змусили їх утворювати стійкі зв’язані стани різного розміру, що складалися з кількох часток.
Щоб довести реальність цих структур, команда провела експерименти з розширенням: спочатку всередині одновимірних трубок, де «струни» вільно контактували між собою, не руйнуючись, а потім у тривимірному просторі, що спричиняло їхній розпад. Порівняння енергії вивільнення чітко підтвердило наявність унікальних квантових зв’язків. Раніше подібні стани спостерігалися в твердотільних магнітних системах, але робота з ультрахолодним газом надає вченим безпрецедентний контроль над геометрією та параметрами системи, відкриваючи нову сторінку у вивченні фундаментальних законів квантового світу.
Читайте також:
Космічна блокада. Вчені з’ясували, чому Всесвіт уникає руйнівного переходу в новий стан
