|
Новый метод создания квантового газа
|
|
|
|
Охлаждение атомарных газов до квантового режима часто требует много времени. Прозрачность, индуцированная электромагнитным полем, теперь обеспечивает квантовое вырождение с высокой эффективностью.
|
|
|
|
Квантовый газ - это новое, неклассическое состояние вещества, наряду с газообразным, жидким, твердым и плазменным состояниями. В последние годы квантовые газы сыграли решающую роль в развитии квантовой науки и техники, и многие открытия в этой области основаны на экспериментальных достижениях в области изучения квантовых газов.
|
|
|
|
Условием для перехода обычного газа в квантовый газ является то, что длина волны де Бройля отдельных атомов превышает расстояние между атомами, и этот переход может быть облегчен охлаждением, которое увеличивает длину волны материи.
|
|
|
|
Начиная с нобелевских лауреатов проф. Эрик Корнелл и Карл Виман впервые экспериментально обнаружили квантовые газы в 1995 году. Все методы создания квантовых газов основаны на испарительном охлаждении, аналогичном охлаждению горячей воды путем ее испарения при комнатной температуре. Однако этот метод охлаждения неэффективен и требует времени для возникновения столкновений атомов.
|
|
|
|
|
|
|
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, исследовательская группа квантовых наук под руководством доцента физического факультета Национального университета Тайваня Шау-Ю Лана продемонстрировала исключительно эффективный метод получения квантовых газов.
|
|
|
|
Этот метод заключается в захвате атомов трехмерной оптической решеткой, созданной с помощью лазерной интерференции, и использовании электромагнитно-индуцированной прозрачности (EIT) наряду с адиабатическим расширением для быстрого охлаждения атомов, что позволяет достичь почти 100% эффективности со скоростью, примерно в 100 раз превышающей скорость обычных методов. Этот инновационный метод обладает значительным потенциалом для расширения возможностей применения платформ холодного атома в квантовом зондировании и квантовых вычислениях.
|
|
|
|
Кроме того, команда профессора Лана наблюдала явление в генерируемом квантовом газе, напоминающее взрыв сверхновой, названное "бозеновым взрывом". Это имеет существенное значение для квантового моделирования и исследований физики многих тел.
|
|
|
|
Изображение выше иллюстрирует бозеновский коллапс квантового газа, где центральная часть представляет собой квантовый газ, сформированный внутри трехмерной оптической решетки с помощью методов электромагнитно-индуцированной прозрачности и адиабатического расширения. После бозеновского коллапса атомы сталкиваются и испускают большое количество атомных струй, образуя оболочечную структуру.
|
|
|
|
Источник
|
