Cercetătorii au realizat o performanță remarcabilă prin producerea unei forme unice de materie cuantică numită condensat Bose-Einstein (BEC) folosind molecule în loc de atomi. Aceste BEC-uri, construite din molecule de sodiu-cesiu răcite, rămân reci și stabile pentru o perioadă impresionantă de două secunde.
BEC apar atunci când un grup de bosoni, particule care aderă la statistica Bose-Einstein, sunt răciți la temperaturi apropiate de zero absolut. Această răcire extremă face ca un număr semnificativ de bosoni să ocupe cea mai joasă stare cuantică, ducând la efecte cuantice macroscopice.
În esență, aceștia acționează ca o entitate cuantică unificată, condensându-se într-o singură funcție de undă descriptibilă prin legile mecanicii cuantice. Un aspect captivant al BEC-urilor este reprezentat de proprietățile lor superfluide, care indică o vâscozitate zero pe măsură ce curg, permițându-le să se miște fără pierderi de energie.
Această caracteristică excepțională permite BEC-urilor să imite alte sisteme cuantice și să se aventureze în domenii neexplorate ale fizicii. De exemplu, studiul BEC-urilor oferă informații despre coerența cuantică, tranzițiile de fază și interacțiunile colective în gazele cuantice.
Dezvoltarea BEC moleculare, cum ar fi cele care implică molecule de sodiu-cesiu, extinde și mai mult această explorare, deschizând potențial calea pentru progrese în domeniul calculului cuantic și al măsurătorilor de precizie.
Această realizare se bazează pe un secol de cercetare, începând cu previziunile teoretice ale lui Satyendra Nath Bose și Albert Einstein, culminând cu apariția BEC atomice în 1995.
În timp ce BEC atomice erau relativ simple, compuse din obiecte rotunde cu interacțiuni minime, căutarea unor BEC bazate pe molecule mai complexe a reprezentat o provocare până la acest succes recent.
Crearea BEC moleculare reprezintă un progres semnificativ în tehnologia cuantică, cu potențialul de a influența diverse domenii științifice, de la chimia cuantică la studiul materialelor cuantice complexe.
Această descoperire permite cercetătorilor să aprofundeze fizica dipolară a multor corpuri, explorând influența interacțiunilor moleculare la nivel cuantic. Prin controlul acestor interacțiuni și simularea lor în experimente, oamenii de știință pot debloca o multitudine de predicții teoretice.
Natura stabilă a BEC-urilor moleculare permite investigații extinse în fizica cuantică, inclusiv construirea de cristale artificiale care ar putea conduce la noi descoperiri în fizică.
Printr-o combinație de răcire cu laser, manipulări magnetice și tehnici inovatoare de ecranare, această echipă de cercetare a obținut un control fără precedent asupra interacțiunilor moleculare.
Munca lor revoluționară deschide posibilități nelimitate pentru studierea fenomenelor cuantice, inclusiv a supraconductivității și a superfluidității, astfel cum a fost publicată în revista Nature.
