Физики впервые «сфотографировали» свободно движущиеся атомы

Изображения отдельных атомов, которые свободно взаимодействуют в пространстве, сделанные американскими учеными — первые снимки такого рода в истории.

Уникальные кадры стали наглядным доказательством квантовых явлений, происходящих между частицами, наличие которых ученые ранее предполагали лишь теоретически. Новая методика визуализации, разработанная исследовательской группой из Массачусетского технологического института (MIT) под руководством профессора физики Мартина Цвирляйна, позволяет «замораживать» движение атомов в нужный момент и получать четкие снимки их взаиморасположения, давая физикам беспрецедентную возможность взглянуть на квантовый мир в реальном пространстве.

Принцип работы уникальной установки заключается в следующем: сначала атомы собираются в облако и предоставляются сами себе — свободно перемещаются и взаимодействуют. Затем включается «решетка света», которая мгновенно фиксирует их на месте. Следом включаются точно откалиброванные лазеры — они вызывают свечение атомов, и это свечение фиксируется камерой, создавая изображение их фактического расположения в момент остановки. Сложность заключалась в том, чтобы не «вскипятить» атомы лазерным излучением, то есть не разрушить их из-за чрезмерного нагрева. Команде потребовались годы на то, чтобы отточить технологию, которая позволяет облучать атомы лучом достаточной интенсивности для их визуализации, но при этом не настолько сильным, чтобы он мог нарушить структуру облака.