Ученые из EPFL совершили значительный прорыв в квантовой физике, открыв новый метод создания особой кристаллической структуры, называемой «волной плотности», в атомных газах. Это открытие может дать ценные сведения о поведении квантовой материи, которое считается одной из самых сложных задач в физике.

Сотрудничая с другой группой, они расширили возможности манипулирования взаимодействием между атомами в холодных одноатомных газах. Этот прорыв имеет значение не только для квантовых исследований, но и для будущих квантовых технологий.

Волны плотности – это «узоры», возникающие, когда частицы самоорганизуются в регулярном, повторяющемся расположении. Эти волны наблюдаются в различных материалах, включая металлы и изоляторы, и их изучение имеет решающее значение для понимания таких явлений, как сверхтекучесть, которая позволяет частицам течь без сопротивления.

Чтобы изучить взаимодействие между волнами плотности и другими организационными структурами, такими как сверхтекучесть, исследователи создали тонкий слой газа из атомов лития. Поместив этот газ в оптическую полость, которая задерживает свет между двумя зеркалами, они смогли заставить атомы взаимодействовать на больших расстояниях посредством обмена фотонами. Когда было испущено и поглощено достаточное количество фотонов, атомы коллективно выстроились в плотную волновую структуру.

Этот новый подход, сочетающий прямые атомные столкновения с обменом фотонами на больших расстояниях, открывает новые возможности для изучения экстремальных взаимодействий в квантовой материи.

Источник: Ferra