Физики научились управлять переохлажденными молекулярными газами

Физики научились управлять переохлажденными молекулярными газами

Физики из США и Сингапура впервые научились управлять квантовым состоянием молекулярного газа. Ученым не просто удалось охладить порядка двух тысяч молекул 23Na40K до сверхнизких температур, но контролируемо перевести эти частицы из основного квантового состояния в заданное. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, ее краткое описание можно прочесть на Physics.

Возможность управления квантовым состоянием отдельных атомов, молекул и состоящих из них газов может найти применение как в фундаментальной науке, так и в прикладной: от моделировании явления сверхпроводимости и сверхтекучести до создания на основе таких систем квантовых компьютеров. В настоящее время охлаждение и различные операции с атомарными бозе- и даже ферми-газами — рутинный процесс для большинства лабораторий, специализированных на этой тематике. При этом аналогичные действия с молекулярными газами стали проводить совсем недавно.

Поэтому, чтобы зафиксировать молекулу в каком-то конкретном квантовом состоянии, необходимо досконально изучить ее энергетический спектр в каждом отдельном случае. Кроме того, точность аппаратуры должна быть достаточной для контроля переходов между состояниями с очень близкой энергией, которые возникают в молекулах в результате вышеописанных эффектов. Ранее ученым уже удавалось получать молекулярные газы, состоящие из калия, рубидия или натрия — KRb или NaK — в основном квантовом состоянии (с минимальной внутренней энергией).

В качестве такого состояния ученые выбрали вращательный уровень J=1. Используя микроволновый лазер определенной частоты, они перевели молекулярный газ из основного состояния с J=0 в J=1. Из-за сверхтонкого расщепления, вызванного взаимодействием магнитного поля электронов и ядер, уровень J=1 расщеплен на три подуровня, немного отличающихся по энергии. Чтобы перевести молекулы в конкретное квантовое состояние, соответствующее одному из подуровней, авторы использовали излучение не только определенной энергии, но и поляризации. Это позволило исключить возможность перехода системы на близкие по энергии подуровни.

В результате, ученым удалось направленно перевести квантовую систему, состоящую из молекул в основной состоянии, в заданное. Время жизни системы в этом состоянии оказалось достаточно большим — порядка 3 секунд. Авторы считают, что возможность контроля долгоживущих состояний квантовых систем, состоящих из сильно взаимодействующих молекулярных конденсатов, является одним из важнейших шагов для создания квантовых вычислительных систем.

N+1

Похожие новости:
Физики научились перемещать объекты по воде при помощи волн
Ученые из Австралии, Израиля и России научились с помощью волны перемещать объекты на поверхности воды. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Австралийского национального университета в Канберре. Специалисты с помощью волновых ..
2014-08-12 2180 0 Научные открытия
0
В лектории Популярной механики расскажут о трансе и сознании
В марте в лектории "Популярной механики" состоятся три лекции по астрофизике и биологии. Они пройдут в кинотеатре "35 ММ". Начало всех лекций в 19:30, а цена входного билета составляет 350 рублей. Во вторник, 13 марта, перед слушателями выступит астрофизик, научный сотрудник Государственного астрономического ..
2012-03-12 1366 0 Научные открытия
0
Телепатия: ученые научились читать мысли
Нейрофизиологи из США заявляют, что им впервые удалось достичь ощутимых успехов в чтении человеческих мыслей и передачи их на расстоянии. Ученые научились декодировать мозговые волны в текст. Таким образом, слова, которые люди произносят про себя, стало возможным увидеть на экране компьютера, ..
2012-02-1 3225 0 Научные открытия
0
Американские физики научились получать небывалую температуру
Американские физики попали в Книгу рекордов Гиннесса. Во время эксперимента им удалось получить вещество, разогретое до 4 триллионов градусов Цельсия — это в 250 тысяч раз больше, чем температура в центре Солнца! Учёные сталкивали в коллайдере разогнанные почти до скорости света ядра атомов золота. ..
2012-06-26 3818 0 Научные открытия
1
В космосе обнаружена органика удивительного происхождения
Профессор Сун Куок и доктор Йонг Жанг из Гонконгского университета продемонстрировали, что органические субстанции во Вселенной состоят как из ароматических (циклическая форма), так и из алифатических (цепочки) соединений. Данные соединения настолько сложны, что их химическая структура напоминает уголь или нефть. Поскольку уголь и нефть ..
2011-10-30 2791 0 Научные открытия
0
В МГУ создали оптический генератор нового поколения
Группа ученых физического факультета МГУ совместно с коллегами из Швейцарии разработала устройство, которое позволяет получать сверхкороткие оптические импульсы, а также СВЧ-излучение с рекордно низким уровнем помех. Подробности приведены в статье ученых для журнала Nature Photonics (доступен препринт), ..
2013-12-29 1911 0 Научные открытия
0
Ученые получили кристаллы из фрагментов молекул ДНК
Ученые США научились получать кристаллы на основе трехмерных структур из фрагментов молекул ДНК, сообщают авторы разработки. Такие кристаллы могут применяться, в частности, для синтеза новых наноматериалов для микроэлектроники и медицинских препаратов. Ведущий автор исследования, профессор Нед Симан (Ned ..
2012-09-23 1624 0 Научные открытия
0
Биологи научились отключать гены старения
Ученые обнаружили группу генов, удаление которых может привести к резкому увеличению продолжительности жизни. Результаты исследования, занявшего больше 10 лет, являются крупным прогрессом в генетике. Об итогах своей работы авторы рассказали в журнале Cell Metabolism, а кратко ..
2015-10-13 3767 0 Научные открытия
5
Ученые научились определять образы сновидения
По данным журнала Science Express, ученые из Японии смогли правильно определить зрительные образы с помощью томографии и компьютерного анализа, возникающие у человека в сновидениях.Опыты проводятся в лаборатории в Киото. Ученые сканируют активные участки мозга  в первые мгновения сна, при помощи ..
2013-04-10 1633 0 Научные открытия
-1
Российские ученые готовят энергетический прорыв
Российские ученые научились получать электричество из того, на что мы обычно не обращаем внимания: в мини-электростанции превращают обувь, ковры и выключатели. Уже сейчас в проектах находится создание самоосвещающихся дорог, а в перспективе с помощью новых разработок планируется создать практически вечный двигатель.Источник: vesti.ru ..
2012-10-30 2691 0 Научные открытия
0
Ученые смогли включить нейрогенез в поврежденном спинном мозге
Биологи из Медицинского центра Университета Техаса научились включать в поврежденном спинном мозге процесс перепрограммирования клеток глии в новые нейроны. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications, кратко о ней можно прочитать в пресс-релизе центра. Заставить дифференцированные астроциты взрослых ..
2014-02-27 1638 0 Научные открытия
0
Ученые определили, когда живые организмы начали видеть
Ученые из Великобритании и Ирландии заявили, что организмы научились различать свет раньше, чем считалось ранее. К таким выводам ученых привел анализ генов, отвечающих за производство светочувствительных белков опсинов, и компьютерное моделирование их развития у живых существ.Ранее среди ученых не было ..
2012-11-1 1959 0 Научные открытия
0
Микробиологи обнаружили у вирусов иммунную систему
Совсем недавно журнал Nature сообщил, что микробиологи из США  нашли у одного из вирусов аналог иммунной системы. Вирус имеет белок, который подавляет защиту бактерий, заражаемых этим вирусом. Как пояснили ученые,  этот участок является своеобразной иммунной ..
2013-03-2 1602 0 Научные открытия
-1
Ученые IBM научились управлять спином электронов
Ученые из из IBM Research и Лаборатории физики твердого тела в ETH Zurich продемонстрировали новую технологию, с помощью которой можно управлять спином, направлением вращения электрона, и заставить перемещаться электроны, соблюдая строгий установленный порядок. При этом, время фиксации спина электронов ..
2012-08-21 1768 0 Научные открытия
1
Ученые научились восстанавливать нервные клетки
Британские ученые из Шеффилдского университета впервые смогли восстановить слух (частично восстановить нервную ткань, через которую в мозг поступают звуковые сигналы) при помощи стволовых клеток. Как сообщается в статье из журнала Nature, ученые проводили эксперименты на подопытных мышах, ..
2012-09-18 2119 0 Научные открытия
0