Вчені МТІ зробили знімки «квантових торнадо»

Mukherjee et al.

Дослідники Массачусетського технологічного інституту цього тижня зробили знімки надхолодних атомів, які переходять від класичної до квантової фізики, утворюючи квантові торнадо.

Квантові торнадо

Вчені з Массачусетського технологічного інституту зробили знімок того, яке це — перетинати світи — ну, начебто.

Як докладно описано в новому дослідженні, опублікованому цього тижня в журналі Nature, команда зробила знімки надхолодних атомів у процесі переходу від управління класичною та квантовою фізикою. Ідея полягала в тому, щоб заморозити їх на місці, щоб спостерігати за їхньою взаємодією та поведінкою на квантовому рівні.

У міру того, як вони робили перехід, ланцюжок частинок перетворився на візерунок «квантових торнадо» — яскравий і захоплюючий погляд на квантовий світ.

Mukherjee et al.

Порушення правил

У квантовому світі частинки не мають певного розташування, як ви та об'єкти навколо вас. Натомість атоми управляються моторошним принципом, згідно з яким дане місце розташування частки є ймовірністю. Атом може бути у двох місцях одночасно, тому звичайні закони фізики тут не діють.

"Ця кристалізація обумовлена виключно взаємодіями й говорить нам про те, що ми переходимо від класичного світу до квантового світу", — говорить Річард Флетчер, доцент фізики Массачусетського технологічного інституту та співавтор дослідження.

Залишаючи Канзас

Коли частинки взаємодіють таким чином, вони повинні демонструвати дивну поведінку, але спостерігати за квантовою механікою, працюючи в «класичному» світі, не так просто.

Щоб обійти це обмеження, вчені Массачусетського технологічного інституту швидко обертали квантову рідину з ультрахолодних атомів. Спочатку кругла хмара атомів утворила тонку голчасту структуру.

Коли квантова механіка почала брати гору, голка перетворилася на кристалічний візерунок мініатюрних квантових торнадо. За словами дослідницької групи, результати є першим прямим документальним підтвердженням еволюції квантового газу, що швидко обертається.

"Навіть у класичній фізиці це призводить до формування інтригуючих візерунків, таких як хмари, що обволікають Землю красивими спіралеподібними рухами, — говорить Мартін Цвірляйн, професор фізики Массачусетського технологічного інституту і співавтор, в заяві. "І тепер ми можемо вивчати це у квантовому світі».

Джерела: MIT news