Группа физиков разработала одномерный газ из фотонов, исследуя уникальные свойства этого необычного состояния материи.
Когда частицы охлаждаются до температур вблизи абсолютного нуля, возникают удивительные явления, в частности конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ). Это состояние материи, предусмотренное Альбертом Эйнштейном, возникает, когда бозоны, субатомные частицы с целым спином, образуют единую квантовую сущность, которая ведет себя как один атом.
Это состояние, впервые полученное в 1995 году, демонстрирует макроскопические проявления квантового поведения, включая нулевую вязкость. Если вы нальете это вещество в стакан, оно медленно поднимется по стенкам. Кроме того, КБЭ может поддерживать вихри, создавать аналоги черных дыр и даже взрываться в явлении, известном как «бозеновая».
Команда Университета Бонна и Университета Кайзерслаутерна-Ландау в Германии успешно получила КБЭ в одномерном и двумерном форматах, концентрируя фотоны в закрытом пространстве и охлаждая их. Для этого они использовали краситель, активированный лазером, что позволило фотонам отражаться и охлаждаться до образования конденсата.
Сменив поверхность контейнера, ученые смогли удерживать фотоны в одном или двух измерениях. Они создали микроскопические выступы на полимерной поверхности, действовавшие как желоб для света, позволяя газу вести себя в одномерном режиме.
Исследователи изучали переход между одномерным и двумерным состояниями, обнаружив, что тепловые флуктуации, не оказавшие большого влияния в двух измерениях, в одномерном газе могут вызвать значительные колебания.