Открытое новое стабильное связанное состояние атомов

Обычно, для того чтобы получить связанное состояние двух атомов, необходимо, чтобы они притягивались друг к другу. Однако, группа ученых из университета Инсбрука под руководством Иоганнеса Деншлага (Johannes Hecker Denschlag) продемонстрировала, что атомы могут образовывать связанные состояния даже при наличии между ними сил отталкивания. Конечно, в свободном пространстве такие отталкивающиеся пары не могут существовать, т.к. в результате сил отталкивания они будут разлетаться в разные стороны.

Для того чтобы преодолеть эту проблему, ученые поместили атомы в трехмерную оптическую решетку, которая образуется в результате интерференции множества лазерных лучей. Решетка содержит потенциальные ямы, в которых могут удерживаться атомы.

Для эксперимента, сообщает Phisicsweb, физики приготовили образец, состоящий из сильно охлажденных молекул рубидия-87, из Бозе-Эйнштейновского конденсата атомов рубидия. Затем они поместили молекулы рубидия-87 в оптическую решетку и расщепили их с помощью магнитного поля. В результате из каждой молекулы образовалась пара отталкивающихся атомов. Не смотря на наличие сил отталкивания, эти атомы образовывали связанные состояния. Более того, физики обнаружили, что при исчезновении отталкивающих сил, атомные пары сразу распадаются.

Полученные связанные состояния являются стабильными, т.к. суммарная энергия атомов в связанном состоянии меньше, чем энергия отдельных атомов. Кроме того, атомные пары могут туннелировать из одной потенциальной ямы в другую.

По мнению ученых, результаты их работы важны для создания квантовых компьютеров. Эксперимент также демонстрирует, каким образом можно использовать оптические решетки для моделирования сложных систем физики твердого тела. В будущем они могут быть использованы для моделирования высокотемпературных сверхпроводников и других экзотических материалов.