Различным группам исследователей уже не раз доводилось плести узлы из всяких удивительных вещей, ДНК, света и даже воды. А недавно, группе из университета Аальто (Aalto University), Финляндия, возглавляемой Микко Меттененом (Mikko Mottonen), удалось "завязать в узел" еще более экзотическую субстанцию, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein condensate, BEC). Следует отметить, что данные эксперименты проводились учеными в рамках более обширной программ исследований свойств квантовой материи и результаты этих исследований могут оказать достаточно большое влияние на развитие некоторых технологий будущего, квантовых коммуникаций, квантовых вычислений и т.п.

Конденсат Бозе-Эйнштейна - это необычное газообразное вещество, состоящее из облака атомов, охлажденных до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля. Все атомы этого облака взаимосвязаны на квантовом уровне и это приводит к весьма интересному эффекту - все облако становится одним большим квантовым объектом.

При помощи магнитного поля с тщательно подобранной формой и силой, группа Меттенена заставила облако конденсата Бозе-Эйнштейна, состоящее из атомов рубидия, свернуться в достаточно сложный узел, называемый расслоением Хопфа (Hopf fibration), имеющий форму тора, состоящего из взаимосвязанных кругов. "Этот узел является весьма сложным и интересным с визуальной точки зрения" - рассказывает Микко Меттенен, - "Работая с такими формами, вы начинаете ценить их сложность и элегантность".



Но узлы могут быть не только красивыми, ученый-физик 19-го века Лорд Кельвин (Lord Kelvin) считал, что атомы являются узлами эфира, жидкой субстанции, которая заполняет собой все пространство Вселенной. Намного позже эта и другие подобные идеи стали основой теории квантовых топологических областей, в которых частицы описываются математическими формами, подобными сложным узлам.

"Эти квантовые узлы имеют огромное значение с точки зрения фундаментальной физики" - рассказывает Меттенен, - "А наш эксперимент показывает, что создание подобных структур в квантовой области является вполне возможным делом".

Вполне вероятно, что такие или подобные виды квантовых узлов могут быть использованы в качестве элементов устройств нового класса, которые называются квантовыми топологическими компьютерами. Следует отметить, что данное направление рассматривается многими организациями, в том числе и компанией Microsoft, как одно из наиболее перспективных направлений развития вычислительной техники. "Я надеюсь, что наши последние эксперименты могут дать ощутимый толчок дальнейшему развитию этого перспективного направления" - рассказывает Меттенен.



Ключевые слова:
Конденсат, Бозе, Эйнштейн, Газ, Атом, Рубидий, Температура, Узел, Магнитное, Поле, Расслоение, Хопфа, Квантовая, Система

Первоисточник

Другие новости по теме:

Впервые в истории науки конденсат Бозе-Эйнштейна был получен при комнатной температуре

Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему развитию спинтроники и атомотроники

Квантовый термометр сможет измерить самую низкую температуру во Вселенной

Ученые-физики впервые обнаружили квантовые монополи

Созданы первые связанные на квантовом уровне атомы-близнецы.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.