Игрушка, о которой идет речь, является колыбелью Ньютона . В которой тщательно сбалансирован ряд шаров встряхивающих друг друга и продолжающих двигаться в течение длительного времени. Это один из самых известных примеров того, как работают импульс и энергия, и теперь он применяется для изучения квантовых систем. Команда физиков построила то, что составляет квантовую версию колыбели Ньютона, чтобы изучить как хаотическое движение квантовых частиц приводит к тепловому равновесию.

 

Мы все знакомы с термализацией в классической физике — например добавление холодного молока в горячий кофе в конечном итоге приведет к равномерной температуре всей жидкости. Но ученым еще предстоит в полной мере выяснить, как и почему, или когда это работает в квантовой сфере. Исследователи использовали группы атомов, охлажденных до почти абсолютного нуля, загруженных в массив лазерных трубок и запущенных в действие концентрированными лазерными лучами. Эксперимент показал две различные и показательные вещи в тепловом равновесии, что позволило группе разработать новую гипотезу о том, что происходит на квантовом уровне. Затем результаты были подкреплены обширным компьютерным моделированием, которое указывало на те же выводы.

 

Эксперимент был настроен таким образом, что уровень магнетизма можно было набирать вверх или вниз, при этом больше магнетизма вызывало более хаотичное движение и меньше «классического» эффекта импульса колыбели Ньютона. Такая гибкость означает, что с этой настройкой можно многое сделать — команда обсуждает с использованием спеченного лазерного излучения, чтобы увидеть, можно ли создать квантовое стекло, где термализация не происходит. Сейчас это физика очень высокого уровня, но важно, чтобы мы в конечном итоге разработали квантовые компьютеры, датчики и устройства — такие разработки, которые могут привести нашу технологию к следующему уровню.

Если мы хотим создавать надежные и полезные устройства, нам нужно понять, как квантовые системы ведут себя когда их пинают, как колыбель Ньютона, — на таком же фундаментальном уровне, как мы понимаем, это для классических систем.

Техно Sci