ενημέρωση 12:54, 19 June, 2024

Οι φυσικοί δημιούργησαν για πρώτη φορά ένα μοριακό κβαντικό σύστημα

ΜΟΣΧΑ, 28 Απριλίου - RIA Novosti. Για πρώτη φορά, Αμερικανοί φυσικοί κατάφεραν να επιτύχουν την κβαντική κατάσταση ενός συμπυκνώματος Bose-Einstein για ένα μοριακό αέριο. Προηγουμένως, αυτό θα μπορούσε να γίνει μόνο για άτομα. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι η ανακάλυψή τους είναι ένα σημαντικό βήμα στην ανάπτυξη της κβαντικής φυσικής, της χημείας και της τεχνολογίας. Τα αποτελέσματα  δημοσιεύονται  στο περιοδικό Nature.
 
Μέχρι στιγμής, οι κβαντικές τεχνολογίες υπάρχουν μόνο στον μικρόκοσμο, στο επίπεδο των ατόμων. Η τεχνολογική ανακάλυψη σε αυτόν τον κλάδο εξαρτάται από την κλίμακα των κβαντικών συστημάτων που μπορούν να ελέγξουν οι επιστήμονες. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο ανέφεραν το πρώτο επιτυχημένο πείραμα για τη δημιουργία μιας κβαντικής κατάστασης σε μοριακά συστήματα.
 
Ένα συμπύκνωμα Bose-Einstein είναι μια ακραία κατάσταση της ύλης που εμφανίζεται μόνο σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι τα σωματίδια σε ένα τέτοιο σύστημα δεν είναι πλέον διακριτά, αλλά συγχωνευόμενα μεταξύ τους, συμπεριφέρονται σαν ένα γιγάντιο «υπερσωματίδιο», η κατάσταση του οποίου μπορεί να περιγραφεί από μια κυματική συνάρτηση.
 
Για αρκετές δεκαετίες, οι φυσικοί μπόρεσαν να λάβουν αυτή την κατάσταση σε ατομικό επίπεδο - όταν μια ομάδα ατόμων, ψυγμένη σχεδόν στο απόλυτο μηδέν, περνά σε μια ενιαία κβαντική κατάσταση και αρχίζει να συμπεριφέρεται σαν ολόκληρη η ομάδα να ήταν ένα άτομο. Με τα μόρια, αυτό είναι πολύ πιο δύσκολο να γίνει.
 
"Τα άτομα είναι απλά σφαιρικά αντικείμενα, ενώ τα μόρια μπορούν να δονούνται, να περιστρέφονται, να φέρουν μαγνητικό φορτίο. Επειδή τα μόρια μπορούν να κάνουν πολλά διαφορετικά πράγματα, αυτό τα κάνει πιο χρήσιμα, αλλά ταυτόχρονα είναι πολύ πιο δύσκολο να ελεγχθούν", το δελτίο τύπου Πανεπιστημιακή ανακοίνωση, τα λόγια του επικεφαλής της μελέτης, καθηγητή Cheng Chin.
 
Η ταυτόχρονη εισαγωγή πολλών μορίων σε μια ενιαία κβαντική κατάσταση ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς στόχους της κβαντικής φυσικής από τη δεκαετία του 1990, αλλά μόλις τώρα κατέστη δυνατή χάρη στην εμφάνιση μιας σειράς νέων τεχνικών δυνατοτήτων.
 
«Οι άνθρωποι προσπαθούν να το κάνουν αυτό για δεκαετίες, οπότε είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι», συνεχίζει ο επιστήμονας. «Ελπίζω ότι θα ανοίξει νέους τομείς στην κβαντική χημεία και υπάρχουν πολλές ανακαλύψεις μπροστά μας».
 
Για να φέρουν τα μόρια αερίου σε κβαντική κατάσταση, οι συγγραφείς πρώτα τα ψύξαν στα 10 νανοκέλβιν - σχεδόν στο απόλυτο μηδέν - και στη συνέχεια τα συμπίεσαν με εξαιρετικά υψηλή πίεση, έτσι ώστε να παραταχθούν σε μια σειρά πανομοιότυπων μορίων με τον ίδιο προσανατολισμό και την ίδια συχνότητα δόνησης. , δηλαδή τα έφερε σε κβαντική κατάσταση.
 
"Κανονικά, τα μόρια θέλουν να κινηθούν προς όλες τις κατευθύνσεις, και αν το αφήσετε να συμβεί, θα είναι πολύ λιγότερο σταθερά. Περιορίσαμε τα μόρια έτσι ώστε να βρίσκονται σε μια δισδιάστατη επιφάνεια και να μπορούν να κινούνται μόνο προς δύο κατευθύνσεις", σημειώνει ο Chen .
 
Οι επιστήμονες ονόμασαν την προκύπτουσα κατάσταση μια κενή πλάκα για την κβαντική μηχανική.
 
"Εάν θέλετε να δημιουργήσετε κβαντικά συστήματα για την αποθήκευση πληροφοριών, χρειάζεστε μια κενή πλάκα για να γράψετε για να μπορέσετε να μορφοποιήσετε και να αποθηκεύσετε αυτές τις πληροφορίες. Αυτό είναι ένα ιδανικό σημείο εκκίνησης", εξηγεί ο καθηγητής Chen.
 
«Στην παραδοσιακή κατανόηση της χημείας, σκέφτεστε πολλά άτομα και μόρια που συγκρούονται και σχηματίζουν νέα μόρια», συνεχίζει ο ερευνητής. «Αλλά στον κβαντικό τρόπο, όλα τα μωρά δρουν μαζί, σε συλλογική συμπεριφορά. Αυτό ανοίγει έναν εντελώς νέο τρόπο μελετώντας πώς όλα τα λίγα μπορούν να αντιδράσουν μαζί για να γίνουν ένας νέος τύπος μορίου».
 
Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να συνδέσουν πολλές χιλιάδες μόρια, αλλά στο μέλλον σχεδιάζουν να αυξήσουν τις δυνατότητες των μοριακών κβαντικών συστημάτων.
Τελευταία τροποποίηση στιςΤρίτη, 09 Μαΐου 2023 07:16

Προσθήκη σχολίου

Βεβαιωθείτε ότι εισάγετε τις (*) απαιτούμενες πληροφορίες, όπου ενδείκνυται. Ο κώδικας HTML δεν επιτρέπεται.