Учёные из Университета Колорадо в Боулдере совершили прорыв в изучении поведения ультрахолодных атомов под воздействием лазеров. Впервые им удалось детально проанализировать, как световые импульсы управляют взаимодействием частиц при температурах, близких к абсолютному нулю.
В экстремальном холоде атомы начинают жить по удивительным квантовым правилам. Лазерный луч, попадая на пару таких частиц, создаёт мгновенную молекулярную связь-вспышку. После этого дуэт стремительно разлетается, высвобождая энергию, которая может стать ключом к технологиям будущего. Хотя эти процессы критически важны для квантовых разработок, их механизмы долгое время оставались загадкой.
С помощью оптических пинцетов — лазерных ловушек для отдельных атомов — исследователи смогли изучить «тандемы» из частиц рубидия. Уникальная методика позволила наблюдать за их взаимодействием в контролируемых условиях.
Лазерный бильярд в микромире
В серии экспериментов учёные сталкивали атомы, точно настраивая параметры световых импульсов. После контакта частицы попадали в состояние квантовой неопределённости, где невозможно определить, какая из них поглотила фотон. Это усиливало их взаимное влияние, а выделенная энергия буквально выстреливала дуэт за пределы ловушки.
«Представьте фотон как бильярдный кий, который одновременно бьёт по двум шарам-атомам», — с энтузиазмом описывает открытие руководитель проекта Стивен Пампель.
Меняя частоту лазера, команда обнаружила связь между гипертонкой структурой атомов (тончайшими энергетическими уровнями) и скоростью их взаимодействий. Для точных измерений был разработан инновационный метод визуализации, исключающий помехи от традиционных способов наблюдения.
Созданная учёными теоретическая модель не только объясняет поведение рубидия, но и открывает путь к прогнозированию реакций других элементов в квантовых системах. Это настоящий прорыв, который приближает эру сверхточного управления материей на атомном уровне.
Новые открытия обещают революцию в создании квантовых компьютеров и систем моделирования сложных процессов. А недавнее обнаружение обратимости времени в микромире только усиливает оптимизм научного сообщества — нас ждут удивительные открытия!
