Квантовая физика в макромире: как создать конденсат Бозе-Эйнштейна

В мире квантовой физики существует уникальное состояние материи, когда атомы, охлажденные практически до абсолютного нуля, начинают вести себя как единое целое. Это явление получило название конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ).
Квантовая физика в макромире: как создать конденсат Бозе-Эйнштейна
Изображение носит иллюстративный характер

Основная сложность наблюдения квантовых эффектов в макромире связана с тепловым движением атомов. Частицы постоянно колеблются, что мешает проявлению таких явлений, как квантовая запутанность. Именно поэтому создание квантовых компьютеров требует мощных систем охлаждения – при размере процессора всего 10 на 15 сантиметров охлаждающий модуль может достигать размеров дачного домика.

Конденсат Бозе-Эйнштейна возникает при охлаждении вещества до температур, близких к абсолютному нулю по шкале Кельвина (что соответствует -273,15°C по шкале Цельсия). При таких экстремальных условиях частицы практически полностью лишаются тепловой энергии.

Уникальность КБЭ заключается в том, что его возникновение обусловлено не взаимодействием между частицами, а фундаментальным свойством квантовой механики – симметрией волновой функции, описывающей систему. В результате все частицы начинают вести себя как одна большая квантовая частица.

Экспериментальное получение КБЭ стало возможным благодаря развитию технологии лазерного охлаждения. Одним из наиболее успешных примеров является создание конденсата с использованием атомов рубидия, которые удается охладить до сверхнизких температур.

Некоторые ученые рассматривают КБЭ как пятое агрегатное состояние вещества, хотя общее число возможных агрегатных состояний, по различным оценкам, может достигать 25. Это состояние материи обладает уникальными свойствами, которые могут найти применение в квантовых технологиях будущего.

Практическое значение КБЭ огромно – от фундаментальных исследований квантовых явлений до потенциального использования в квантовых компьютерах, где необходимо минимизировать влияние теплового шума на квантовые состояния.


Новое на сайте

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка