Ученые добились квантового эффекта, который делает материю невидимой
Физики из Массачусетского университета (MIT) экспериментально подтвердили квантовый эффект, предсказанный более 30 лет назад.
Физики из Массачусетского университета (MIT) экспериментально подтвердили квантовый эффект, предсказанный более 30 лет назад.
С помощью лазерной установки ученые проверяли эффект блокировки Паули. Он основан на принципе запрета Паули — законе квантовой механики, который описывает неспособность некоторых элементарных частиц «становиться неотличимыми друг от друга». Такие частицы называются фермионы, к ним относят протоны, нейтроны и электроны, из которых состоят атомы.
Фермионы не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии, то есть иметь одинаковую энергию, расположение в пространстве и другие свойства. В ином случае физических твердых предметов не существовало бы — они проваливались бы сквозь поверхности и не могли образовываться, так как электроны падали бы на самую нижнюю орбиту, а ядра атомов сжались бы.
Однако фермионы можно приблизить к «максимальной похожести». Для этого физики охладили облако из атомов лития до температуры, близкой к абсолютному нулю (– 273,15 °C) и сжали его лазером до плотности в один квадриллион частиц на кубический сантиметр. Фермионы лишились практически всей своей энергии — это состояние называется блокировкой Паули.
Затем ученые измерили уровень поглощения и отражения света вещества. Оказалось, что вещество стало на 38% прозрачнее, чем при комнатной температуре. Таким образом, практически достигнув абсолютного нуля, можно сделать любой объект прозрачным — атом не может поглотить фотон, и фотоны начинают пролетать сквозь атомы.
У этого эксперимента есть практическое применение. С помощью блокировки Паули можно решить одну из главных проблем квантовых компьютеров. Кубиты «страдают» из-за квантовой декогеренции, но если поместить кубиты под блокировку Паули, то они начнут игнорировать частицы из внешней среды и не будут терять свои квантовые свойства.
Релоцировались? Теперь вы можете комментировать без верификации аккаунта.