Создано новое состояние материи в виде супермолекулы

Ученые впервые создали конденсат Бозе-Эйнштейна, который состоит из тысячи молекул, ведущих себя как одна большая «супермолекула». О получении нового состояния материи рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Сначала физики создали Бозе-конденсат из 60 тысяч атомов цезия, которые охладили в магнитной ловушке до температуры чуть выше абсолютного нуля. В результате атомы достигают наименьшего энергетического состояния и становятся практически неразличимыми, поскольку волна де Бройля (волна вероятности обнаружения объекта в точке пространства) одного атома перекрывается с волнами соседних атомов. Образуется облако атомов с высокой плотностью, которое представляет собой экзотическое агрегатное состояние вещества, а квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне.

Ученые еще больше снизили температуру конденсата и усилили магнитное поле так, чтобы около 15 процентов атомов цезия образовали молекулы дицезия, а оставшиеся атомы были выброшены из ловушки. Оставшиеся молекулы удерживались в двухмерной конфигурации, чтобы сохранить стабильность системы. В результате молекулярный газ состоял из молекул, которые находились в одном и том же квантовом состоянии.

По словам исследователей, им еще предстоит изучить поведение молекулярного конденсата Бозе-Эйнштейна, а также научиться создавать его из других молекул, что может оказаться полезным для практического использования.