Впервые спроектирована гибридная квантовая система

 


В своём эксперименте учёные решили создать прибор, в котором газ, находящийся в состоянии конденсата Бозе-Эйнштейна, будет связан с достаточно крупной колеблющейся деталью – консолью длиной 7 микрометров.

На конце консоли укреплён маленький магнит, состоящий всего из одной доменной области магнитного материала. Над магнитом должно размещаться облачко из нескольких тысяч атомов рубидия. Чтобы оно не разлетелось, предусмотрена специальная "микроловушка", которая будет удерживать рубидиевый газ в магнитном поле.

С помощью лазерного охлаждения температура будет доведена до значения, близкого к абсолютному нулю: рубидия — до 10-9, а консоли — до 10-4 кельвина. При этом атомы рубидия оказываются в состоянии бозе-эйнштейновского конденсата и приобретают одинаковый спин.

Эти атомы обладают определённым магнитным моментом, связанным со спином атомов. В итоге при определённой частоте механических колебаний консоли (вызванных воздействием температуры) магнитное поле рубидия вступает в резонанс с магнитным полем её магнита.

Особенность системы в том, что в результате установления резонанса атомы, которые в обычном, "неконденсированном" состоянии хорошо удерживаются в ловушке, становятся менее "чувствительными" к её магнитному полю и начинают быстро вылетать из неё.

Определяя число этих теряющихся атомов, учёные смогут зафиксировать резонанс, то есть определить тот момент, когда газ в неклассическом состоянии будет взаимодействовать с классическим объектом – колеблющейся консолью. В это время установка будет представлять собой своего рода гибрид, работающий как за счёт классических (механическое колебание), так и за счёт квантово-механических эффектов (бозе-эйнштейновская конденсация).

Интересно, что при этом макроскопический объект — консоль — является элементом, участвующим в квантово-механическом взаимодействии. А это, по мнению участников исследования, выводит опыт на границу между квантовой и классической физикой.

Условие резонанса консоли зависит от её температуры, поэтому данное устройство может использоваться для регистрирования термических колебаний, а в дальнейшем – для создания сложных квантовых чипов.

В настоящее время учёные уже создали эту опытную установку. Сам эксперимент будет проведён в ближайшее время, когда удастся создать оптимальные условия для удержания рубидиевого облака.


Источник: MEMBRANA.RU