Лазер доводит атомы почти до абсолютного нуля

15.05.2026

Ученые научились охлаждать атомы лазером до температур, составляющих миллионные доли градуса выше абсолютного нуля. Это открывает путь к созданию особого состояния материи - конденсата Бозе-Эйнштейна, где огромное количество атомов ведут себя как единое квантовое целое. Такое достижение позволило физикам изучать квантовые явления на макроскопическом уровне и заложило основу для новых технологий.

При температуре, близкой к абсолютному нулю, движение атомов практически замирает, а их кинетическая энергия становится минимальной. Лазерное охлаждение работает за счет того, что атомы поглощают фотоны света, летящие им навстречу. Каждый поглощенный фотон отбирает у атома часть импульса, замедляя его движение. Постепенно атомный газ остывает до рекордно низких температур, что невозможно достичь обычными холодильными методами.

Для эффективного охлаждения используют сразу несколько лазерных пучков, направленных с разных сторон. Это позволяет тормозить атомы независимо от направления их движения. Когда температура опускается до микрокельвинов, возникают условия для образования конденсата Бозе-Эйнштейна. В этом состоянии атомы теряют свою индивидуальность и начинают вести себя как единая квантовая волна.

Ключевую роль играет точная настройка параметров лазера. Частоту света выбирают немного ниже резонансной частоты атомов - обычно со сдвигом в 10-20 мегагерц. Благодаря эффекту Доплера атомы, движущиеся навстречу лучу, эффективнее поглощают фотоны и замедляются. Интенсивность излучения поддерживают на уровне 1-5 мВт/см2, чтобы избежать перегрева и лишних флуктуаций. Поляризация луча и режим работы (непрерывный или импульсный) тоже тщательно подбирают для максимального контроля.

Такая прецизионная технология позволила физике выйти на принципиально новый уровень. Холодные атомы стали основой для сверхточных измерений фундаментальных констант природы. Они используются в атомных часах нового поколения, точность которых в тысячи раз выше традиционных. Эти часы критически важны для глобальной навигации и проверки базовых законов физики.

Кроме того, охлажденные лазером атомы размещают в оптических решетках, создавая искусственные кристаллические структуры с управляемыми свойствами. Это открывает уникальные возможности для моделирования сложных квантовых систем, изучения сверхпроводимости, магнетизма и фазовых переходов. Квантовые симуляторы на основе холодных атомов позволяют исследовать явления, которые невозможно точно рассчитать даже на самых мощных классических компьютерах.

<< Назад: Бобры как природные хранилища углерода 15.05.2026

>> Вперед: Притягательность историй о настоящих преступлениях 14.05.2026

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 325-дюймовый телевизор LG DVLED Extreme Home Cinema 21.09.2021 Компания LG представила семейство новых телевизоров DVLED Extreme Home Cinema, флагманом которого стал 325-дюймовый 8K-телевизор за $1,7 млн. Новые телевизоры получили экраны на основе технологии Direct View LED, в которой за создание изображения отвечают миниатюрные светодиоды. В LG обещают, что новые телевизоры прослужат не менее 100 тыс. часов, обеспечивая качественную высококонтрастную картинку. Линейка LG DVLED Extreme Home Cinema включает в себя сразу девять моделей с соотношением сторон 16:9 или 32:9. Базовым вариантом является 108-дюймовый телевизор с экраном HD и 2K, его стоимость начинается от $70 тыс. Версии от 163 до 393 дюймов имеют 4K-экран, а топовый 325-дюймовый телевизор поддерживает разрешение 8K. Чтобы его приобрести, придется выложить $1,7 млн. Производитель предупреждает, что во время работы гигантский экран выделяет огромное количество тепла и требует эффективной системы кондиционирования.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026