WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

Kilka cząstek kwantowych może zachowywać się tak jakby były ich setki

Na większą skalę materia przechodzi zmiany zwane przemianami fazowymi. Podczas ich trwania woda może się zmienić np. w parę wodną bądź lód. Tego typu zjawiska były normą dla licznych grup, jednak w przypadku kilku cząsteczek ich wystąpienie wydawało się niemożliwe. Teraz udało się je zaobserwować w przypadku zaledwie siedmiu cząstek. 

Jak wynika z nowo opublikowanych badań, naukowcy byli świadkami przejścia fazowego w układach złożonych z zaledwie siedmiu cząstek światła (lub fotonów), które przybrały stan tzw. kondensatu Bosego-Einsteina. Jest to stan fizyczny osiagany w niezwykle niskiej temperaturze, w którym cząsteczki zaczynają się łączyć i działać w ten sam sposób.  Fotony, jako „paczki” światła, składają się z energii, nie z materii. To z kolei powoduje, że ich ich przejście fazowe jest nietypowe.

Aby uchwycić fotony, naukowcy zbudowali małą lustrzaną komorę i wypełnili ją kolorowym barwnikiem. W momencie, gdy cząsteczki światła zderzały się z cząstkami barwnika zostawały one wchłonięte i ponownie wyemitowane. To z kolei powodowało, że fotony potrzebowały więcej czasu na przejście przez komorę. Fotony, uderzając w lustrzane ściany, odbijały się od nich.

W kolejnym eksperymencie naukowcy chcieli obliczyć minimalną ilość fotonów potrzebnych do przeprowadzenia zjawiska. Korzystając z precyzyjnego lasera wpompowali oni fotony do takiej samej „pułapki” lustrzanej i obserwowali, kiedy pojawi się kondensat Bosego-Einsteina. Z przebiegu eksperymentu wyniknęło, że do osiągnięcia tego zjawiska wystarczyła obecność zaledwie siedmiu fotonów. Utworzyły one kondensat Bosego-Einsteina i zaczęły zachowywać się niczym jedna cząstka. Jest to rekordowo niski czynnik jeśli chodzi o zjawisko przemian fazowych.

[Źródło: livescience.com; grafika: slideshare.net]

Einstein miał rację – oto kolejne potwierdzenie jego teorii