Нідерландські фізики створили новий вид матерії, який проіснував лише дві секунди

Вчені у співпраці з Радбаудським університетом у Нідерландах створили новий тип конденсату Бозе-Ейнштейна (БЕК) з діатомних молекул натрій‑цезій при температурі лише п’ять наноКельвінів вище абсолютного нуля. Це перший стабільний диполярний молекулярний БЕК, у якому частинки мають як позитивні, так і негативні заряди, що забезпечує сильні взаємодії та високий рівень контролю всередині квантових систем.

Для досягнення цього стану команда застосувала метод із двома мікрохвильовими полями. Такий підхід дозволив ефективніше пройти «поріг БЕК» і уникнути втратних зіткнень молекул. Як пояснив фізик Тейс Карман, друге мікрохвильове поле стало ключовим удосконаленням порівняно з експериментом 2023 року, забезпечивши реалізацію теоретичних схем контролю взаємодій.

Подвійна мікрохвильова стратегія значно підвищила стабільність конденсату: він зберігав когерентність протягом двох секунд — рекордний час для квантових експериментів, коли всі частинки поводяться як єдиний об’єкт. За словами Ієна Стівенсона з Колумбійського університету, контроль над диполярними взаємодіями відкриває шлях до створення нових квантових фаз і дослідження складних поведінок у надохолоджених системах.

Молекулярна пара натрій‑цезій була обрана через здатність утворювати диполярний БЕК. Дипольні властивості дозволяють керувати взаємодіями між частинками за допомогою зовнішніх електричних і магнітних полів, що раніше було недосяжним у дослідах з атомними конденсатами. Це відкриває нові можливості для тестування теорій та спостереження поведінки частинок у структурованому середовищі.

Створення диполярного БЕК є важливим технічним проривом, що відкриває шлях до екзотичних станів матерії — диполярних спінових рідин, самоорганізованих кристалічних фаз та диполярних крапель. Дослідники підкреслюють, що точний контроль квантових взаємодій може мати значний вплив на квантову хімію, симуляції та фізику конденсованої матерії, а методика може бути застосована й до інших молекулярних систем у майбутньому.