Исследование проводилось в лаборатории профессора Чэн Чиня. В этой лаборатории изучаются новейшие квантовые системы и законы физики, которые их описывают. Во время одного из экспериментов ученые заметили, что при чрезвычайно низких температурах с атомами происходит нечто интересное. В определенных условиях группа атомов может разделяться на домены, и в месте их соединения образуется «стена». Доменная стенка ведет себя как независимый квантовый объект.
По словам одного из авторов исследования Кай-Сюань Яо, это похоже на песчаную дюну в пустыне. Дюна сделана из песка, но она также представляет собой объект, который ведет себя иначе, чем отдельные песчинки.
Физики и раньше улавливали эти доменные стены в квантовых материалах, но тогда они не смогли достоверно из сгенерировать и описать. Как только ученые из университета Чикаго подобрали условия, при которых можно создавать и изучать доменные стенки, они заметили их удивительное поведение.
У физиков уже наработан большой опыт контролирования атомов. Они знают, что если подтолкнуть атомы вправо, они вправо и направятся. Но в данном случае, есть толкнуть доменную стенку вправо, она сместится влево.
Доменные стены принадлежат к классу так называемых «эмерджентных» явлений. Это означает, что они следуют новым законам физики в результате того, что много частиц действуют вместе как единое целое.
Ученые полагают, что изучение эмерджентных явлений поможет понять многое о событиях, происходящих на ранних этапах развития нашей вселенной. Подобные явления скорее всего скрепляли между собой первые частицы, которые соединяясь друг с другом формировали галактики, звезды и планеты.
Открытия в этом направлении также помогают созданию новой квантовой технологии. Ученые во многом заинтересованы в описывании подобных явлений потому, что они становятся основой будущей технологии. Например, современные GPS берут свое начало от работ ученых 50-х годов, которые пытались проверить теорию относительности Эйнштейна.
Доменные стенки могут найти применение в создании программируемого квантового материала или квантового информационного процессора. Их можно использовать для того, чтобы хранить квантовую информацию или открыть новые функции материалов. Но прежде чем найти им область применения, нужно понять, как их контролировать.
По материалам Phys.org
Читайте также:
Физики нашли способ озвучивать квантовые эксперименты
В Австралии создали квантовый микроскоп для невидимых вещей
