Создан квантовый кристалл

18.11.2012

И драгоценный алмаз, и дешевый графит состоят из одинаковых атомов углерода. Крошечным, но очень важным отличием этих материалов является геометрическая конфигурация их блоков. Один и тот же материал не может быть одновременно и алмазом, и графитом. Однако в квантовой физике такого ограничения нет - это продемонстрировала команда физиков во главе с профессором Иммануилом Блохом из Института квантовой оптики Макса Планка и Людвигом Максимиллианом из Мюнхенского Университета.

Эксперименты проводились с ультраохлажденным квантовым газом. Под воздействием лазерного луча отдельные атомы можно упорядочить в правильные геометрические структуры. Но в отличие от классических кристаллов все возможные конфигурации квантового кристалла будут существовать одновременно. Это наблюдение было сделано после перехода частиц в т.н. ридберговское состояние, при котором они сильно возбуждаются энергией светового пучка.

"Наш эксперимент демонстрирует потенциал Ридберговских газов для создания новых состояний материи. Тем самым мы закладываем основу для квантового моделирования, например, квантовых магнитов", - говорит Иммануил Блох.

Эксперимент начался с охлаждения ансамбля из нескольких сотен атомов рубидия до температур, близких к абсолютному нулю, и поимки атомов в световую ловушку. Затем на атомное облако накладывалась периодическая световая решетка - т.н. оптическая решетка, обеспечивающая практически равномерное заполнение в центральной части атомной ловушки. Далее при помощи лазера атомы приводились в ридберговское состояние, в котором внешняя электронная оболочка находится на огромном расстоянии от ядра. В результате область воздействия этих атомов выросла примерно в 10 000 раз до просто огромного размера - нескольких микрометров, порядка 1/10 человеческого волоса. Теперь эти атомы начали взаимодействовать через т.н. силы Ван-дер-Ваальса.

Взаимное отталкивание этих атомов приводит к тому, что они располагаются на расстоянии в несколько микрометров друг от друга. Возникает пространственная корреляция между атомами, что, в зависимости от количества возбужденных атомов, приводит к разным геометриям кристаллической решетки. Если точнее, все возможные кристаллические решетки существуют там одновременно. Это новое состояние вещества является очень хрупким, оно существует, только пока включен лазерный луч и атомы возбуждены.

Делая "мгновенные снимки" таких конфигураций специальной техникой с высочайшим разрешением, ученые выявили различные геометрии этого кристалла. Типичные конфигурации - это три атома в равностороннем треугольнике, четыре или пять образуют квадраты и правильные пятиугольники. Эксперименты хорошо согласуются с предсказаниями численного моделирования.

<< Назад: Lenovo - крупнейший производитель ноутбуков 18.11.2012

>> Вперед: Чем больше пыли, тем теплее 17.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Возвращение к физическим кнопкам вместо сенсорных экранов 10.10.2024

В последние годы сенсорные экраны стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, распространяясь повсюду - от смартфонов и ноутбуков до автомобилей и бытовой техники. Однако сейчас многие производители начинают пересматривать свою приверженность сенсорам и возвращаются к традиционным физическим кнопкам. Основной причиной этого шага является неудобство и потенциальные риски, которые несут сенсорные технологии, особенно в таких сферах, как автомобили. Одним из ключевых факторов популярности сенсорных экранов стала их низкая стоимость. Сенсорные панели стали настолько доступными, что производители предпочитают их даже в устройствах, где физические кнопки были бы более подходящими. Как отметил глава компании Copper Сэм Калиш, сенсорные экраны изначально продвигались не ради удобства, а из-за экономической целесообразности. Это привело к их распространению в таких областях, где они не всегда эффективны или безопасны. Особенно ярко это проявляется в автомобильной индустрии. Сенсор ...>>

Морская возобновляемая энергия для миллионов семей 10.10.2024

Морская возобновляемая энергия, обладающая огромным потенциалом для производства чистой и устойчивой энергии, способна обеспечить электричеством миллионы домов по всему миру. В отличие от солнечной и ветровой энергии, ее уникальное преимущество заключается в доступности круглосуточно, что делает ее особенно привлекательной для исследования и внедрения. Одним из ключевых шагов на пути к массовому использованию этой энергии стало создание инструмента Marine and Hydrokinetic Toolkit (MHKiT). Этот проект был разработан Национальной лабораторией возобновляемой энергии (NREL), Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией (PNNL) и Национальными лабораториями Сандия (Sandia) в США и нацелен на то, чтобы помочь исследователям использовать морскую энергию для обеспечения около 22 миллионов домов. Морская возобновляемая энергия включает использование океанских волн, приливов, подводных течений и даже температурных градиентов для выработки электричества. Важной особенностью этой энер ...>>

Белые крыши снижают температуру в городе 09.10.2024

С нарастающим климатическим кризисом и экстремальными волнами жары, города по всему миру сталкиваются с перегревом. Для людей и животных это становится серьезным испытанием. В поиске решений для борьбы с растущей температурой британские ученые обнаружили удивительно простое и эффективное средство - окрашивание крыш в белый цвет. Это может помочь городам снизить температуру воздуха на 2 градуса Цельсия, что станет спасением от жары без необходимости ждать годы, пока вырастут деревья и создадут тень. Недавние исследования показали, что изменения климата ведут к увеличению засух и повышению температур. В Лондоне, как и во многих других крупных городах мира, к середине этого столетия ожидается повышение средней температуры на 3 градуса Цельсия. Этот рост температуры уже ощущается сегодня: прошедшее лето стало самым жарким за всю историю наблюдений, что подчеркивает необходимость принятия срочных мер. Исследовательская группа под руководством Оскара Брусса, преподавателя Лондонского у ...>>

Часы CASIO G-SHOCK GMD-S5610IT 09.10.2024

Компания CASIO представила новую лимитированную модель часов G-SHOCK GMD-S5610IT, разработанную в сотрудничестве с популярной K-pop группой ITZY. Эта модель, сочетающая в себе прочность, функциональность и яркий дизайн, адресована как фанатам группы, так и любителям стильных и надежных аксессуаров. Часы GMD-S5610IT доступны в пяти цветах - лавандовом, розовом, желтом, зеленом и синем. Каждый цвет был выбран не случайно и символизирует индивидуальные черты каждой участницы ITZY. Особенной деталью этой модели стал рисунок сердца, который появляется при включении светодиодной подсветки. Этот элемент вдохновлен популярной позой, которую ITZY часто демонстрируют в финале своих выступлений, что делает часы еще более близкими поклонникам группы. На циферблате сверху расположены пять звезд, выполненных с помощью зеркальных чернил, что символизирует яркость и популярность всех участниц ITZY на мировой сцене. Еще одной уникальной деталью является выгравировка автографов участниц группы на ...>>

Выхлопные газы особенно опасны для женщин 08.10.2024

С каждым годом проблема загрязнения воздуха становится все более актуальной, и выхлопные газы автомобилей играют в этом процессе далеко не последнюю роль. Новое исследование, проведенное канадскими учеными, выявило, что выхлопные газы представляют собой повышенный риск для здоровья женщин, особенно в контексте сердечно-сосудистых заболеваний. Это открытие подчеркивает необходимость пересмотра подходов к охране окружающей среды и здоровья населения. Исследования показывают, что выхлопные газы не только наносят вред экологии, но и существенно влияют на здоровье человека. В последние годы в странах Европы и других регионах наблюдается ужесточение экологических норм, связанных с автомобильными выхлопами. Однако новое исследование ставит акцент на том, что выхлопные газы оказывают более негативное воздействие на женщин, чем на мужчин. В ходе эксперимента, проведенного исследователями из Университета Манитобы, группа из пяти мужчин и пяти женщин подвергалась воздействию выхлопных газов ...>>

Случайная новость из Архива Универсальный антибиотик 11.07.2012 Возможно, исследователям из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Мюнхене удалось найти универсальный путь борьбы со множеством опасных бактериальных инфекций. Немецкие ученые обнаружили фермент, который участвует в видоизменении бактерий и имеет важное значение для развития патогенности микроорганизмов. Найденный фермент отличается от других белков, а значит - он является идеальной мишенью для разработки новых противомикробных препаратов. Новое исследование ряда патогенных бактерий показало, что эти штаммы становятся патогенными только тогда, когда белок под названием фактор элонгации Р (EF-P) химически модифицирует консервативный лизин. EF-P является универсальным консервативным фактором трансляции, который участвует в синтезе белка. Как известно ученым, в модификации консервативного лизина участвуют два фермента, однако только их наличие не может объяснить модификации консервативного лизина EF-P в живых клетках. Таким образом, по крайней мере еще один белок должен участвовать в процессе модификации. Именно его и нашли немецкие ученые. Оказалось, что это фермент под названием YfcM, который отвечает за активность гидроксилазы. Поразительно, но YfcM не похож на любой другой известный белок. Это означает, что он имеет особенную структуру и может оказаться идеальной мишенью для новых эффективных антибиотиков.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024