Фізики відкрили нову дивовижну форму квантової поведінки — «дробове ферміївське море». Його особливість полягає в тому, що частинки зберігають прихований порядок і створюють незвичні закономірності навіть у надзвичайному стані.
У науковому журналі Physical Review Letters опубліковано результати дослідження, що описують створення нового екзотичного квантового стану — так званого «дробового ферміївського моря». Група фізиків під керівництвом Ганнса-Крістофа Нагерля спільно з теоретиком Альвізе Бастіанелло довела, що ультрахолодні атоми цезію, обмежені в одновимірній системі завдовжки лише в частки мікрометра, здатні виходити далеко за межі звичних умов. Багаторазово змінюючи силу їхнього притягання та відштовхування, вчені змусили частинки не просто хаотично перемішуватися, а сформувати унікальну конфігурацію.
Читайте також:
Маленька сходинка — великий ефект. Вчені виявили, як атомарний рельєф змінює поведінку квантових вихорів у надпровідниках За звичайних умов квантові частинки-ферміони заповнюють доступні енергетичні рівні відповідно до суворих правил, утворюючи традиційне «море Фермі» за температури,
що наближається до абсолютного нуля (мінус 273,15 °C).
У новому експерименті дослідники штучно порушили ці умови, змусивши атоми циклічно проходити крізь екстремальні фази. Виявилося, що систему можна перевести з основного стану у сильно збуджений стан без втрати її початкової внутрішньої структури.
Головна особливість мілкого ферміївського моря полягає в тому, що воно не розпадається на випадковий набір збуджених частинок. У ньому зберігаються чіткі математичні закономірності — зокрема, осциляції Фріделя та незвичні кореляції на відстані, що суперечить прогнозам класичної теорії Томонаги-Луттінгера.
Остання являє собою фізичну модель, що описує поведінку електронів (або інших ферміонів), які взаємодіють, в одновимірних (1D) квантових системах.
Керівник групи Нагерль зазначає, що в системі виникають нові колективні квазічастинки, які можна назвати «суперферміонами». Це відкриття розширює межі сучасного квантового моделювання, дозволяючи вченим не лише відтворювати відомі природні процеси, а й конструювати принципово нові фази матерії.
Читайте також:
Фатальна послідовність слів. Американські фізики знайшли спосіб передбачити збій нейромереж
