Своеобразный аналог «микроволновки» помог физикам достичь нового рекорда в деле экстремального охлаждения материи и охладить атомы иттербия до температуры, всего на миллионную долю градуса превышающую абсолютный нуль, минус 273,15 градуса Цельсия, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

«Помимо создания очень простого способа охлаждения атомов до уровня «нулевой энергии», нам так же удалось перевести в контринтуитивное состояние, в котором атомы одновременно стояли на месте и при этом же двигались», — заявил Винфрид Гензингер (Winfried Hensinger) из университета Суссекса (Великобритания).

Гензингеру и его коллегам удалось достичь нового рекорда благодаря тому, что они отказались от использования лазерных систем охлаждения, традиционно применяемых в подобных исследования, и попытались создать что-то новое.

Они обратили внимание на то, что микроволновое излучение, в присутствии сильного магнитного поля и при некоторых других условиях, будет достаточно быстро и эффективно охлаждать единичные атомы. Используя этот принцип, американские ученые еще в 2012 году смогли охладить молекулы гидроксил-радикалов до температуры, превышающий абсолютный нуль всего на пять тысячных градуса Цельсия.

Руководствуясь этой идеей, Гензингер и его коллеги собрали своеобразный микроволновой «холодильник» из нескольких микроволновых излучателей и «четверки» мощнейших постоянных магнитов из сплава кобальта и самария. Его работу ученые проверили на единичном атоме иттербия, редкоземельного металла и одного из главных кандидатов на роль кубитов, ячеек информации в квантовом компьютере.

Как показали первые эксперименты, подобная установка оказалась чрезвычайно эффективной, и в конечном итоге физикам удалось практически мгновенно охладить иттербий до температуры в миллионную долю градуса выше абсолютного нуля. В таком состоянии атом продержался около 10 миллисекунд, что на порядки больше, чем удавалось достичь в предыдущих экспериментах.

Гензингер надеется, что его «холодильник», учитывая его низкую себестоимость и удобство в эксплуатации, быстро найдет свое место в лабораториях, занимающихся квантовыми вычислениями, экспериментами с элементарными частицами и сверхпроводниками.

Ученые отморозили атом