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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Комфорт и старение 14.03.2026 Проблема старения организма и факторов, влияющих на продолжительность жизни, остается одной из ключевых тем современной науки. С развитием медицины и улучшением условий существования люди стали жить дольше, однако вопрос о качестве этого долголетия по-прежнему вызывает дискуссии. Интересные ответы на него дают исследования, проводимые не только на людях, но и на животных, чьи жизненные условия можно сравнивать и анализировать. Группа ученых из Финляндии провела исследование, посвященное пингвинам, и обнаружила неожиданный эффект. Оказалось, что особи, содержащиеся в зоопарках, действительно живут дольше своих сородичей в дикой природе, однако процессы старения в их организме протекают быстрее. Эти результаты позволяют по-новому взглянуть на взаимосвязь между комфортом и биологическим возрастом. В ходе работы исследователи сравнили пингвинов, живущих в естественной среде, с теми, кто находится под наблюдением в зоопарках, где им обеспечен постоянный доступ к пище и ветеринарной помощи. На первый взгляд такие условия должны способствовать не только увеличению продолжительности жизни, но и более благоприятному старению организма. Действительно, данные показали, что пингвины в неволе реже сталкиваются с угрозами, характерными для дикой природы, такими как хищники или экстремальные климатические условия. Благодаря этому их средняя продолжительность жизни увеличивается. Однако более детальный анализ выявил парадоксальную особенность. Биологические показатели свидетельствуют о том, что старение у таких пингвинов происходит ускоренными темпами. Например, пятнадцатилетняя особь, живущая в зоопарке, по состоянию организма сопоставима с двадцатилетним пингвином в естественной среде обитания. Это указывает на различие между календарным и биологическим возрастом. Ученые связывают этот эффект с образом жизни животных в неволе. Постоянный доступ к пище, сниженная физическая активность и нарушение естественных суточных и сезонных ритмов могут влиять на обмен веществ и работу клеток, ускоряя процессы старения. Таким образом, избыток комфорта оказывается не таким однозначно полезным, как принято считать. Исследователи подчеркивают, что полученные данные основаны на наблюдениях за животными, однако они могут иметь более широкое значение. Пингвины представляют собой удобную модель для изучения старения, поскольку они живут достаточно долго и могут наблюдаться как в дикой природе, так и в контролируемых условиях зоопарков. Полученные результаты заставляют пересмотреть распространенное представление о том, что комфортная жизнь автоматически ведет к более здоровой старости. Ученые отмечают, что для поддержания здоровья важен баланс между питанием, физической активностью и сохранением естественных биологических ритмов, тогда как их нарушение может иметь скрытые последствия для организма.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026