Ультрахолодный молекулярный квантовый газ

04.12.2020

Американские физики впервые получили управляемое состояние ультрахолодного молекулярного квантового газа, которое может иметь множество практических приложений - от приборов сверхточных измерений до квантовых вычислений.

В классическом понимании газ состоит из большого числа хаотически двигающихся частиц. Когда газ охлаждается почти до абсолютного нуля, молекулы перестают вести себя как частицы и приобретают свойства волн, которые перекрываются. Это состояние называют квантовым газом, а температура перехода молекулярного газа в квантовое состояние - температурой вырождения.
Свойства квантового газа зависят от степени его вырождения, когда молекулы газа как частицы отталкиваются друг от друга, но взаимодействуют на больших расстояниях благодаря своим перекрывающимся волнам, электрическим дипольным моментам и другим характеристикам.

Исследователи из JILA - совместного учреждения Национального института стандартов и технологий США (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере - разработали инструменты для "включения" состояния ультрахолодного молекулярного квантового газа и контроля над межмолекулярными взаимодействиями на больших расстояниях.

Ультрахолодные квантовые газы потенциально могут найти применение в приборах сверхточных измерений, для моделирования экстремальных состояний материи, создания квантовых многочастичных систем и в квантовых вычислениях.

По мнению авторов, новая схема подталкивания молекулярного газа к его низшему энергетическому состоянию, называемому квантовым вырождением, при котором подавляются химических реакции, разрушающие молекулы, позволят исследовать экзотические квантовые состояния, в которых все молекулы взаимодействуют друг с другом.

Исследователи создали при температуре 250 нанокельвинов - чуть выше абсолютного нуля - плотный газ из примерно двадцати тысяч дипольных молекул калия-рубидия, которые в электрическом поле ведут себя как крошечные магниты, из-за того, что атомы рубидия обладают положительным зарядом, а атома калия - отрицательным.

Медленное включение горизонтального электрического поля в течение сотен миллисекунд уменьшало силу ловушки в одном направлении на время, достаточное для того, чтобы горячие молекулы вылетали, а оставшиеся молекулы охлаждались. В конце этого процесса молекулы вернулись в свое наиболее стабильное состояние, но теперь в более плотном газе.

<< Назад: Мозговые импланты для восстановления зрения 05.12.2020

>> Вперед: Музыкальный и математический дар взаимосвязаны 04.12.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Надзор за работниками с помощью ИИ 10.10.2025 Современные технологии все глубже проникают в сферу труда, постепенно изменяя не только методы производства, но и саму природу рабочих отношений. В Китае этот процесс приобрел особенно заметный масштаб: искусственный интеллект становится инструментом не просто автоматизации, но и наблюдения за поведением сотрудников. Новые системы контроля превращают рабочие места в пространства постоянного цифрового надзора, где эффективность и дисциплина измеряются алгоритмами в реальном времени. На фабриках и в офисах по всей стране все активнее внедряются системы, использующие камеры и интеллектуальные программы анализа движений. Эти алгоритмы фиксируют активность работников, оценивают их скорость, внимание и взаимодействие с коллегами. Полученные данные мгновенно преобразуются в отчеты, по которым руководители могут судить о производительности труда и принимать решения о вмешательстве в процесс. Сторонники таких технологий считают, что подобная автоматизация повышает эффективность производства, снижает издержки и устраняет человеческий фактор в управлении персоналом. Искусственный интеллект позволяет собирать огромные объемы информации - от продолжительности выполнения задач до степени вовлеченности в командную работу. С точки зрения работодателей, это обеспечивает "прозрачность" производственного процесса и облегчает контроль над коллективом. Однако вместе с экономическими преимуществами возрастает и риск превращения рабочего пространства в систему тотального наблюдения, где любое действие фиксируется и анализируется машиной. Особенность китайской технологической среды заключается в том, что развитие подобных решений во многом определяется инициативой бизнеса, а не регуляторов. Как отмечают эксперты, государственный контроль и участие самих работников в принятии решений остаются минимальными. Новые продукты и сервисы часто выводятся на рынок сразу после появления технологической возможности, без долгих обсуждений этических последствий. Это позволяет компаниям быстро внедрять инновации, но делает баланс между производительностью и правом на личное пространство все более хрупким. Со временем ИИ-инструменты стали не только средством повышения эффективности, но и фактором, стирающим границы между работой и личной жизнью. Многие компании отслеживают не только действия сотрудников на рабочем месте, но и их онлайн-активность, местоположение, время отклика на сообщения. Система уведомлений побуждает работников быть на связи даже вне офиса, а то, что ранее считалось исключительными ситуациями, постепенно превращается в норму. Исследователи отмечают, что подобная практика усиливает зависимость сотрудников от цифрового контроля и делает сбор личных данных избыточным. В условиях, когда в Китае доминирует утилитарный подход к конфиденциальности, работодатель получает доступ к информации, не всегда необходимой для выполнения трудовых обязанностей. Это приводит к психологическому выгоранию, снижению удовлетворенности трудом и размыванию представлений о границах личного времени. По данным аналитического центра Chatham House, бизнес-модели, основанные на алгоритмах искусственного интеллекта, способствуют росту неравенства в распределении выгод. Несмотря на рост производительности, значительная часть работников не ощущает улучшений в оплате и условиях труда. Исследователи отмечают, что цифровые инструменты управления доводят сотрудников до предела возможностей, но выгода от этого перераспределяется в пользу компаний. Следует подчеркнуть, что подобные методы мониторинга не ограничиваются Китаем. Крупные западные корпорации, включая Amazon, также активно экспериментируют с системами цифрового отслеживания активности работников. Это указывает на глобальную тенденцию, в рамках которой технологии наблюдения становятся неотъемлемой частью современной экономики.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025