Лента TH Новости Глобальные вызовы



Физики продвинулись в поиске причин образования квантовых частиц

∴ 192

Новое исследование физиков из Чикагского университета проясняет давние разногласия по поводу образования экзотических квантовых частиц, известных как молекулы Ефимова.

537

Выводы, опубликованные в прошлом месяце в Nature Physics, касаются различий между теорией образования молекулы Ефимова, и результатами, проясненными в экспериментах. Исследование показало, как первые сложные молекулы образовались в ранней Вселенной и как появились сложные материалы.

Молекулы Ефимова представляют собой квантовые объекты, образованные тремя частицами, которые связаны друг с другом так, что две частицы не могут этого сделать. Связанные три частицы могут создавать молекулы в бесконечном диапазоне размеров, в зависимости от силы взаимодействия между ними.

Эксперименты показали, что размер молекулы Ефимова был примерно пропорционален размеру атомов, которые его составляют. Физики называют это универсальностью.

Эта гипотеза была проверена и перепроверена несколько раз за последние 10 лет, и почти все эксперименты предположили, что это действительно так. Но некоторые теоретики говорят, что реальный мир сложнее, чем эта простая формула. Должны быть и другие факторы, которые нарушат эту универсальность.Чэн Чин, профессор физики в Университете Чикаго, ведущий автор исследования.

Молекулы Ефимова удерживаются вместе квантовыми силами, а не химическими связями, которые связывают знакомые молекулы, такие как Н2О. Атомы настолько слабо связаны, что молекулы не могут существовать в нормальных условиях. Обычная температура – уже разрушает подобные связи.

Эксперименты с молекулой Ефимова проводились при чрезвычайно низкой температуре – 50 миллиардных, от абсолютного нуля градусов. И под действием сильного магнитного поля, которое используется для управления взаимодействием атомов. Когда напряженность поля находится в определенном узком диапазоне, взаимодействие между атомами усиливается и образуются молекулы. Анализируя точные условия, в которых происходит образование, ученые могут вывести размер молекул.

Новые результаты имеют важные последствия для понимания сложности материи. Нормальные материалы имеют разнообразные свойства, которые не могли возникнуть, если их поведение на квантовом уровне было одинаковым. Трехмерная система Ефимова это переломный момент перехода от однородных систем, к более сложным и разнообразным.

Филипп Дончев