Физики завязали конденсат Бозе-Эйнштейна в узел
Группе ученых из университета Аальто (Aalto University), Финляндия, возглавляемой Микко Меттененом (Mikko Mottonen), удалось завязать в узел конденсат Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein condensate, BEC). Следует отметить, что данные эксперименты проводились исследователями в пределах более обширной программ исследований свойств квантовой материи и результаты этих исследований могут оказать достаточно большое влияние на развитие некоторых технологий будущего, квантовых коммуникаций, квантовых вычислений и т.п.
Конденсат Бозе-Эйнштейна - это необычное газообразное вещество, состоящее из облака атомов, охлажденных до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля. Все атомы этого облака взаимосвязаны на квантовом уровне и это приводит к весьма интересному эффекту - все облако становится одним большим квантовым объектом.
При помощи магнитного поля с тщательно подобранной формой и силой, группа Меттенена заставила облако конденсата Бозе-Эйнштейна, состоящее из атомов рубидия, свернуться в достаточно сложный узел, называемый расслоением Хопфа (Hopf fibration), имеющий форму тора, состоящего из взаимосвязанных кругов. Этот узел является весьма сложным и интересным с визуальной точки зрения - рассказывает Микко Меттенен, - Работая с такими формами, вы начинаете ценить их сложность и элегантность.
Но узлы могут быть не только красивыми, ученый-физик 19-го века Лорд Кельвин (Lord Kelvin) считал, что атомы являются узлами эфира, жидкой субстанции, которая заполняет собой все пространство Вселенной. Теория эфира увы, но себя не оправдала, а вот некоторые идеи стали основой теории квантовых топологических областей, в которых частицы описываются математическими формами, подобными сложным узлам.
Эти квантовые узлы имеют огромное значение с точки зрения фундаментальной физики - рассказывает Меттенен, - А наш эксперимент показывает, что создание подобных структур в квантовой области является вполне возможным делом.
Вполне вероятно, что такие или такие виды квантовых узлов могут быть использованы в качестве элементов устройств нового класса, которые называются квантовыми топологическими компьютерами. Следует отметить, что данное направление рассматривается многими организациями, в том числе и компанией Microsoft, как одно из наиболее перспективных направлений развития вычислительной техники. Я надеюсь, что наши последние эксперименты могут дать ощутимый толчок дальнейшему развитию этого перспективного направления - рассказывает Меттенен.
Перейдя по ссылке сможете наглядно понять что такое расслоение Хопфа