Fizičari Sveučilišta u Innsbrucku, Austrija, prvi su u svijetu izveli eksperiment kroz koji su opazili kako relativno slabe pretumbacije potiču izgradnju uređenih struktura iz prethodno neuređenih sustava atoma.

Znanstveni tim pod vodstvom Hanns-Christopha Nägerla objavio je članak o prijelazima između kvantnih stanja u jednodimenzionalnoj kvantnoj rešetci u znanstvenom časopisu Nature.

Iz Bose-Einsteinovog kondenzata cezijevih atoma znanstvenici s Instituta za eksperimentalnu fiziku pri Sveučilištu Innsbruck napravili su jednodimenzionalne strukture unutar optičke rešetke laserskog svjetla.Unutar tih kvantnih rešetki, tj. žica, atomi su poredani jedan do drugoga, pri čemu lasersko svjetlo sprečava njihovo međusobno udaljavanje. Brisanje pomoću vanjskog magnetskog polja fizičarima omogućuje visoko precizno usklađivanje interakcija među atomima. Ovaj sustav predstavlja idealan laboratorijski sustav za proučavanje temeljnih fenomena fizike. “Efekti interakcije mnogo su dramatičniji u sustavima nižih dimenzija u odnosu na trodimenzionalne sustave”, objašnjava Hanns-Christoph Nägerl. Upravo su zbog toga ti sustavi fizičarima toliko zanimljivi. Proučavanje kvantnih žica u kondenziranoj tvari predstavlja stanoviti problem. S druge strane, ultrahladni kvantni plinovi predstavljaju upotrebljiv laboratorijski sustav u koji je moguće intervenirati. Sve te poželjne odlike čine ovaj sustav pogodnim sredstvom za pronalazak novih puteva u proučavanju temeljnih fenomena na području fizike čvrstog stanja, odnosno fizike kondenziranih tvari. Jedan od takvih fenomena upravo su prijelazi između kvantnih stanja.

Prijelaz između kvantnih stanja
Fizičari sa Sveučilišta Innsbruck opazili su tzv. “pričvrščujući prijelaz” između supertekućine (Luttingerova tekućina) i čvrste faze (Mott-izolator). Tijekom svog eksperimenta pokazali su kako je za postizanje jakih interakcija među atomima dovoljno prisutstvo slabog potencijala rešetke kako bi se pričvrstilo atome na fiksne položaje duž žice. Atomi su ohlađeni na temperaturu u blizini apsolutne nule i nalazili su se na kvantnomehaničkom osnovnom stanju. “U ovom slučaju promjena temperature ne uzrokuje prijelaz između kvantnih stanja”, ističe doktorant Elmar Haller koji je ujedno i vodeći autor članka objavljenog u znanstvenom časopisu Nature. “U biti, atomi su već poredani zbog jakih odbojnih međudjelovanja i potreban im je mali poticaj ne bi li se uredno poredali unutar optičke rešetke”, objašnjava Haller. Jednom kada se ukloni rešetka, sustav se vraća u stanje supertekućine.

Teoretska predviđanja
Fenomen koji su opazili eksperimentalni fizičari, prije dvije godine teoretski su predložila trojca fizičara od kojih su dvojca – Wilhelm Zwerger i Hans Peter Büchler – bila zaposlena na Sveučilištu Innsbruck. Zahvaljujući bliskoj suradnji teoretičara i eksperimentalnih fizičara te moru visokokvalificiranih znanstvenika, međunarodno priznati centar za istraživanje fizike u Innsbrucku predstavlja idealno radno okruženje za grupu eksperimentalnih fizičara pod vodstvom Rudolfa Grimma, dobitnika nagrade Wittgenstein, koja se bavi proučavanjem temeljnih pojava u fizici. Sredstva za ovo istraživanje osigurala je austrijska Zaklada za znanost (FWF), europska Zaklada za znanost (ESF) i Istraživački programi Europske Unije.

Izvor: University of Innsbruck

Tražili ste na google-u:

• fizicar rudolf grimm (1)