Акция
Блог
Процитировать
Печать
Электронная почта
ЗакладкаНаука Каждый День (14 декабря 2009) — Используя атомы в температурах, более холодных чем открытый космос, университетские физики Риса поставили, подавляющее доказательство для теории "когда-то насмехалось над", это стало рассадником для исследования спустя приблизительно 40 лет после того, как это сначала появилось. В газете, доступной онлайн в Экспрессе Науки, команда Риса предлагает экспериментальные данные для универсального квантового механизма, который позволяет трио частиц появляться и вновь появляться на более высоких уровнях энергии в бесконечной прогрессии. Тройки, часто называемые тримерами, формируются в особых случаях, где пары не могут.
- Физика
- Квантовая Физика
- Ядерная энергия
- Нанотехнология
- Термодинамика
- Квантовое Вычисление
- Механика
- Список состояний вещества
- Вращение (физика)
- Квантовое число
"Это - такие замечательные явления," сказал руководитель группы Рэнди Хулет. "Есть примеры, как кольца Borromean, где наличие третьего компонента крайне важно. Любые два из колец развяжут, если третье будет удалено, и эти тримеры подобны. Частицы хотят связать, но никакие два не могут сделать это. Они нуждаются в третьем, чтобы заставить это случиться."
Тримеры были сначала предсказаны почти 40 лет назад теоретическим физиком Витэли Эфимовым. Наиболее поразительная особенность предсказания Эфимова была то, что эффект был и универсален и повторение. Это означало, что тримеры могли сформироваться из чего-нибудь, быть этим столь же большой как атом или столь же маленький как кварк. И это также означало, что тримеры Эфимова будут неоднократно формироваться, вверх и вниз по масштабу энергии пошаговым способом. Эфимов, теперь в университете Вашингтона, даже предсказал интервал в энергии тримеров; он сказал, что они будут казаться каждый раз энергия связи, увеличенная фактором 22.7.
"Много людей не верило ему," сказал Хулет, Fayez Риса Sarofim Профессор Физики и Астрономии. "Это частично, потому что физики могут обращаться с проблемами с двумя телами весьма хорошо и проблемами много-тела справедливо хорошо, но когда есть только несколько объектов, как эти три тела в этих тримерах Эфимова, есть только слишком много переменных."
Поскольку Hulet указывает, нет все еще никакого общего математического решения для самой классической из всех проблем "с тремя телами" - Лунная землей-солнцем проблема.
"Вы можете сделать числовое вычисление, конечно," сказал он. "Вы можете вычислить к произвольной точности, что солнце, Земля и луна делают относительно друг друга в любой момент времени, но Вы не можете выписать формулу для этого на бумаге. Нет никакого общего решения для этого или никакой другой проблемы с тремя телами."
Что предложил Эфимов, в 1970 не было общее решение для проблемы с тремя телами, но это была следующая лучшая вещь - универсальные отношения, которые будут сохраняться для любой частицы, но только под специфическим стечением обстоятельств.
Хулет сказал, что ядерные физики попытались в течение многих десятилетий найти экспериментальные данные тримеров Эфимова, используя ядерные частицы, но они нашли, что не было достаточно сильного привлекательного взаимодействия между частицами, чтобы удовлетворить условия, вынутые Эфимовым.
В 1980-ых, физики начали использовать комбинацию сильных лазеров и магнитных полей, чтобы заманить в ловушку и охладить атомы к ультрахолодным температурам. Поскольку термодинамическую высокую температуру стимулируют от атомов, они двигаются медленнее и медленнее. Те физики, которым позволяют, изучают атомы новым способом, и поскольку методы прогрессировали, физики в конечном счете были в состоянии удалить так много термодинамической энергии из этих пойманных в ловушку атомов, что они начали проявлять эффекты квантовой физики.
Тримеры Эфимова - одно проявление квантовой физики, и Хулет сказал, что много исследовательских групп во всем мире мчались, чтобы изучить их в течение нескольких лет. В 2006 наблюдался первый тример Эфимова, и первый набор двух связанных тримеров наблюдался в начале 2009.
В их экспериментах Hulet, постдокторский исследователь Скотт Поллэк и аспирант Дэн Дрис проектировали тест на предсказание Эфимова об универсальном вычислении - понятие, что тримеры появились снова и снова пошаговым способом. Команда использовала собственность ультрахолодных атомов, названных "резонансом Feshbach", чтобы настроить взаимодействия между литиевыми атомами. Поскольку они набрали вверх и вниз по масштабу энергии, они видели, что тримеры Эфимова появились и вновь появились снова и снова. Команда подтвердила другое предсказание Эфимова также, находя "tetramers" с четырьмя телами в непосредственной близости от каждого тримера. В целом, Hulet, Сайда и Сохнут найденный 11 различными подписями для тримеров и tetramers, каждый точно, где Эфимов и другие предсказали.
Эфимов был в комнате, когда Hulet представил первые результаты тестов на научной встрече в Риме.
"Он был столь взволнован, что он подошел и дал мне высокие пять после разговора," сказал Хулет. "В его оригинальной газете у него было число, которое смотрело точно так же как то, что мы нашли. Это было такое удивительное предсказание, и видеть, что подтвержденное как это является очень особенным."
Исследование Хулета спонсируется Национальным научным фондом, Office Военно-морского Исследования, Фонда Keck и Валлийского Фонда.
Источник Истории:
Приспособленный от материалов обеспечил университетом Риса.
Отметьте: Если никакому автору не дают, источник процитирован вместо этого.
увеличить
Побеждение Бесконечности: Старые Методы Приводят к Новому
Подходу К Обнаружению Квантовой Теории Силы тяжести 
Мягкое прикосновение: Управление Поведением Квантовых
Точек 
Квантовая Запутанность, Достигнутая в Схеме твердого
тела 
Ультрахолодная Химия: Первое Непосредственное наблюдение
Обменного Процесса в Квантовом Газе 