Фізики заявили про відкриття нових квантових фаз матерії

Фізики з Колумбійського університету та Радбаудського університету в Нідерландах повідомили про створення нового типу конденсату Бозе — Ейнштейна на основі суміші атомів натрію та цезію. Цей стан матерії виникає за наднизьких температур, коли атоми поводяться як єдине квантове ціле. У ході експерименту суміш охолодили до приблизно п’яти нанокельвінів вище абсолютного нуля — межі, за якої зникає звичайна атомна активність.

Особливістю отриманого конденсату стала так звана «регульована диполярна взаємодія». Частинки могли проявляти як притягальні, так і відштовхувальні властивості залежно від умов. Це стало можливим завдяки використанню мікрохвильових полів, які запобігали руйнівним зіткненням атомів і дозволили стабілізувати систему.

Науковці зазначають, що змінюваність взаємодій відкриває шлях до створення нових квантових фаз матерії. Серед перспективних напрямів — утворення краплеподібних квантових структур, самоорганізованих фаз та рідин зі складними магнітними властивостями. Подібні стани не спостерігалися у класичних системах і можуть мати принципово нову поведінку.

Теоретична модель конденсату Бозе–Ейнштейна була запропонована ще у 1920‑х роках, а її експериментальне підтвердження відбулося наприкінці ХХ століття. У такому стані частинки перестають існувати як окремі одиниці й утворюють макроскопічну квантову систему, що відкриває нові можливості для дослідження фундаментальних властивостей матерії.

Новий конденсат з натрію та цезію може стати основою для вивчення квантових ефектів у багатокомпонентних системах. Контроль над взаємодіями між частинками є ключовим для створення нових матеріалів і технологій, що працюють на принципах квантової механіки.