Квантовый газ, который не греется

16.04.2026

Понимание того, как ведут себя системы на квантовом уровне, продолжает радикально менять представления о фундаментальных законах физики. В условиях микромира привычные интуитивные правила, такие как неизбежный нагрев при подводе энергии, начинают работать иначе или вовсе перестают действовать. Новое исследование международной группы ученых добавило к этому еще один неожиданный пример - квантовый газ, способный сохранять холод даже под интенсивным внешним воздействием.

Работа опирается на эксперименты, проведенные в Инсбруке и начатые еще в прошлом году. Тогда физики наблюдали необычное поведение ультрахолодного газа, температура которого была близка к абсолютному нулю ($0$ К). После серии лазерных импульсов система сначала начала нагреваться, как и ожидалось, однако затем поведение резко изменилось, и температура стабилизировалась, несмотря на продолжающееся воздействие энергии.

Ключ к объяснению этого феномена оказался связан с явлением, известным как динамическая локализация. В классической физике добавленная в систему энергия приводит к ускорению движения частиц и, как следствие, к нагреву. Однако в квантовом газе сильные взаимодействия между атомами приводят к формированию особого состояния, которое можно описать как своего рода "энергетическое оцепенение", при котором система перестает реагировать на дальнейший приток энергии.

В этом состоянии атомы выстраиваются в специфическую энергетическую структуру, напоминающую решетку, в которой их динамика оказывается существенно ограниченной. Когда интенсивность внешнего воздействия достигает определенного порогового значения, система перестает эффективно поглощать энергию. Частицы как бы "запираются" в своих квантовых состояниях и больше не переходят в более высокоэнергетические режимы движения.

Исследователи разработали теоретическую модель, которая впервые позволила описать этот процесс на микроскопическом уровне. Согласно расчетам, существует четко определенная граница: если мощность лазерного воздействия превышает критическое значение, квантовый газ практически отключается от термодинамического обмена с окружающей средой. Несмотря на продолжающееся внешнее воздействие, он остается энергетически изолированным и не демонстрирует ожидаемого нагрева.

Хотя на данном этапе работа носит преимущественно теоретический характер, ее последствия могут оказаться весьма значительными. Подобные эффекты открывают перспективы создания новых квантовых материалов, устойчивых к перегреву, что особенно важно для технологий будущего, включая квантовые компьютеры, где тепловые флуктуации являются одной из главных проблем стабильности вычислений.

Следующим шагом в исследовании станет экспериментальная проверка так называемого "порога излома" - критического значения внешнего воздействия, при котором система переходит в состояние энергетической изоляции. Подтверждение этого эффекта станет важным аргументом в пользу того, что поведение квантовых систем не всегда подчиняется классическим термодинамическим законам.

<< Назад: Картридер SanDisk QuickFlow TF 17.04.2026

>> Вперед: Мягкая робототехника для сбора спелой клубники 16.04.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Полет в самолете без пауз в бизнесе 29.04.2026

Авиаперелеты перестают быть просто временем в пути и превращаются в продолжение рабочего дня. Особенно это касается деловых пассажиров, которым важно сохранять продуктивность даже на высоте десяти километров. В ответ на этот запрос авиационная индустрия начинает предлагать решения, которые стирают границу между офисом и салоном самолета. Компания Boeing представила концепцию, которая радикально меняет представление о комфорте в полете. Речь идет о персональных рабочих капсулах, полностью изолированных от шума салона и спроектированных с учетом эргономики длительной работы. Идея этих модулей заключается в создании индивидуального пространства, где пассажир может сосредоточиться на задачах без отвлекающих факторов. Концепт предусматривает два формата использования: работу в сидячем положении и альтернативную конфигурацию, позволяющую работать стоя, что делает пространство более гибким и адаптируемым под разные сценарии. Особое внимание в проекте уделяется акустическому комфорту ...>>

Неконтролируемый смех и эффект откока 28.04.2026

Смех обычно воспринимается как простая и приятная реакция на шутку или забавную ситуацию, однако с точки зрения нейробиологии он представляет собой сложный процесс, в котором участвуют эмоции, социальное восприятие и системы вознаграждения мозга. Именно поэтому в некоторых ситуациях человеку бывает трудно удержаться от смеха, даже если он кажется неуместным. К такому выводу пришли исследователи из University of Gottingen, которые изучали механизмы возникновения и подавления смеха. В их работе было показано, что смех далеко не всегда является полностью сознательным действием и нередко запускается автоматическими процессами в нервной системе. Ученые выделяют два основных типа смеха, различающихся по своему происхождению. Первый - непроизвольный, "беспомощный" смех, возникающий спонтанно и практически не поддающийся контролю. Второй - социальный или вежливый смех, который человек использует осознанно для поддержания общения или выражения реакции в обществе. Нейробиологически эти ...>>

Случайная новость из Архива Преграда для гриппа 23.02.2012 Ежегодно в мире гибнет от гриппа около 300 тысяч человек. Антибиотики на вирус не действуют, специфические антивирусные лекарства постепенно теряют эффективность, так как вирус к ним приспосабливается, прививки не очень надёжны, и каждый год приходится выпускать новый вариант вакцины. Китайские учёные обнаружили, что полимер хитозан, вырабатываемый из отходов пищевой промышленности - хитиновых панцирей раков, крабов и креветок, на своей поверхности имеет молекулы углеводов, к которым охотно присоединяется белок оболочки гриппозного вируса. Дело в том, что эти молекулы соответствуют тем, которые присутствуют на поверхности человеческих клеток, заражаемых вирусом, и используются им для попадания в клетку. Маска из хитозановых волокон берёт на себя вирусы гриппа, не пуская их в лёгкие здорового человека и не выпуская наружу из лёгких больного.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026