Учёные выделили одиночный атом с энергией меньше нанокельвина
25 сентября 2014 года
<dynamicpagelist> category = Опубликовано category = Физика count = 3 orcer = addcategory suppresserrors = true namespace = Main addfirstcategorydate = true </dynamicpagelist>
<dynamicpagelist> category = Опубликовано category = Наука count = 5 notcategory = Физика orcer = addcategory suppresserrors = true namespace = Main </dynamicpagelist>
Учёным удалось решить одну из основных технических проблем на пути к созданию квантово-сцепленных состояний массивных частиц — атомов. Сотрудники Австралийского национального университета впервые выделили одиночный атом с энергией на уровне сотен пикокельвин.
Авторы опубликованной в журнале Physical Review Letters статьи предлагают использовать бозе-эйнштейновский конденсат возбуждённых атомов гелия. Для этого их помещают в магнитную ловушку и охлаждают до температуры порядка одного микрокельвина. Затем около 10 000 охлаждённых атомов перемещает в ловушку оптическую.
Здесь у атомов гелия меняют направление спина, что приводит к резкому возрастанию числа столкновений между ними. В результате каждого из них из двух возбуждённых атомов образуется положительный ион гелия, электрон и невозбуждённый атом гелия. Выделившаяся при этом энергия переходит в кинетическую энергию продуктов реакции, и они покидают ловушку.
Поскольку при каждом столкновении из системы улетает ровно два атома, то если изначально в ловушке находилось нечётное число атомов, через некоторое время в ней останется только один атом. Измеряя энергию покидающих систему атомов, учёные определили, что их температура равна 890 пикокельвин.
При столь низкой температуре оставшийся в ловушке одиночный атом будет иметь длину волны де Бройля порядка 10 микрон. Это позволит осуществить его запутывание с другим таким же атомом. Предлагавшиеся ранее схемы получения сверххолодных одиночных атомов такой возможности не предоставляли.
