Po raz pierwszy udało się stworzyć kwantowy bumerang

Chłodząc setki tysięcy atomów litu do temperatury bliskiej zera bezwzględnego naukowcy stworzyli kwantowy bumerang. Jak dokładnie im się to udało?

Na czele zespołu zajmującego się tą sprawą stanął David Weld z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Wspomniane atomy litu zostały umieszczone w niewielkich rozmiarów próżniowo zamkniętym pudełku. Naukowcy użyli też lasera, aby ułożyć owe atomy w linii i utrzymać je w określonym stanie kwantowym. W ten sposób miało dojść do ujawnienia pożądanego efektu.

Czytaj też: Komputer kwantowy bije superkomputery na głowę. Ostatni eksperyment dobitnie to potwierdza

Dzięki laserowi byli w stanie poruszyć atomy, co sprawiło, że przechodziły one od zerowego średniego pędu do dodatniego średniego pędu. Dzięki kwantowemu efektowi bumerangu średni pęd atomów szybko powrócił do zera. W teorii taki efekt mógłby wystąpić w przypadku elektronów poruszających się wewnątrz kryształu wypełnionego cząsteczkami pyłu. Okazało się to jednak trudne do zademonstrowania.

Kwantowy bumerang powstał dzięki użyciu atomów litu, laserów i niskiej temperatury

Najbliższym celem dla Welda i jego współpracowników będzie ustalenie, czy bumerangi występują, gdy bardzo intensywnie oddziałują ze sobą wysoce schłodzone atomy. Zachowanie takich bardzo skoordynowanych atomów nie jest dobrze poznane, dlatego obserwacja ich zachowania w formie „bumerangu” mogłaby w teorii doprowadzić do nowych odkryć z zakresu fizyki kwantowej.

Czytaj też: Czym są wiry kwantowe? Wreszcie możemy to zobaczyć

Jak wyjaśniają autorzy odkrycia, zmierzona przez nich dynamika jest zgodna z modelami numerycznymi oraz z przewidywaniami przedstawionej przez nich teorii analitycznej, która wyjaśnia związek pomiędzy symetrią odwrotności czasu a dynamiką bumerangu. Ich szczegółowe ustalenia w tej sprawie zostały zaprezentowane w czasie konferencji DAMOP American Physical Society.