В эксперименте исчезло третье измерение

Коллектив исследователей лаборатории сильных магнитных полей (National High Magnetic Field Laboratory) при лаборатории Лос-Аламоса во время изучения кристаллов барий-медного силиката неожиданно обнаружил интригующий феномен: приложенное к образцу магнитное поле внутри вещества потеряло характеристики в одном из измерений, став двумерным.

Микроскопический снимок минерала, озадачившего специалистов по квантовой физике, которые, казалось бы, сталкивались и не с такой экзотикой

Изучаемый материал хорошо известен – это краситель, созданный и использовавшийся около 2500 лет назад в древнем Китае. Однако, как выяснилось, дело не только в материале.

Проанализировав ход опыта, учёные обратили внимание на то, что “пропажа” измерения происходит в очень сильном поле (около 23 тесла) при сверхнизкой температуре (в интервале от 1 до 3 кельвинов – почти абсолютный ноль). Это говорит о том, что вещество в то время находилось в редко наблюдаемом состоянии бозе-эйнштейновского конденсата.

В таком состоянии может происходить много чего экзотичного, однако, магнитное поле не должно менять своей пространственной мерности. “Уменьшение числа измерений, — говорит сотрудник лаборатории Нейл Харрисон (Neil Harrison), — оказалось сюрпризом”.

По общему мнению сотрудников лаборатории, имевших отношение к эксперименту, потеря измерения вызвана необычным поведением атомов.

При низкой температуре атомы в бозе-эйнштейновском конденсате объединяются в так называемые куперовские пары, теряют свою уникальность и ведут себя одинаково. В этом состоянии у барий-медного силиката, к тому же, включается эффект так называемой геометрической фрустрации: внутри решётки материала во всех точках вектора напряжённости поля лежат только в одной плоскости.

Это чрезвычайно важное открытие, которое поможет сделать очередной шаг к пониманию квантовых явлений.

Полезные ссылки:

Законодательство Беларуси