Учёные охладили молекулы до рекордной температуры и получили новую форму материи

Исследователи из Колумбийского университета совместно с коллегами из Университета Радбауд (Нидерланды) получили дипольный молекулярный конденсат Бозе-Эйнштейна на основе молекул натрия-цезия. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой пятое агрегатное состояние вещества, существование которого теоретически обосновали Альберт Эйнштейн и Сатьендра Нат Бозе в 1924-1925 годах. Экспериментально это состояние впервые получили в 1995 году в Колорадском университете в Боулдере.

В новом эксперименте учёные охладили молекулы до температуры пять нанокельвинов выше абсолютного нуля. Для достижения этого результата команда применила методику с двумя микроволновыми полями. Микроволновое излучение выполняло функцию экрана, защищающего молекулы от столкновений, при которых происходит потеря частиц. Одновременно горячие молекулы удалялись из образца, что обеспечивало общее охлаждение системы. Полученный конденсат сохранял стабильность в течение двух секунд.

Ключевая особенность созданного конденсата — его дипольная природа. Молекулы натрия-цезия обладают электрическим дипольным моментом, то есть имеют разнесённые положительный и отрицательный заряды. Это свойство позволяет управлять взаимодействиями между частицами на расстоянии, в отличие от атомарных конденсатов, где взаимодействия происходят только при непосредственном контакте.

По словам соавтора исследования Тейса Кармана, полученные результаты открывают путь к созданию экзотических форм материи, включая дипольные квантовые капли и самоорганизующиеся кристаллические структуры.

Источник: Popular Mechanics