Получена новая форма материи

Австрия

• Наука

Специалисты Австрии и США получили новую форму материи, уплотнив строение атома. Как известно, внутри него есть большие пустоты, особенно между ядром и орбитой электрона минимального энергетического уровня. Теоретические расчеты были проведены исследователями Венского политехнического университета под руководством профессора Йоахима Бургдорфера, а экспериментальная часть выполнена в лаборатории университета Райса. Полученная материя содержит гигантские атомы, вмещающими другие атомы. Гигантов назвали поляронами Ридберга. Они имеют диаметр в несколько сотен нанометров, что в тысячу раз больше атома водорода.

В своей работе исследователи использовали конденсат Бозе-Эйнштейна, состоящий из атомов стронция. Такое состояние вещества получается при температуре, близкой к абсолютному нулю. При этом практически прекращается тепловое движение атомов и они начинают участвовать в синхронном колебательном движении. Примечательно, что конденсат использовался и при получении других экзотических форм материи, вроде сверхтвердых частиц экситониум или материи с отрицательной массой.

В данном случае при помощи лазера атомам сообщалась дополнительная энергия, что заставляло электрон с минимального уровня переместиться на более удаленную орбиту, превращая тем самым атом в полярон Ридберга - крупную структуру, где электрон с нижней орбиты теперь так далеко от ядра, что внутри сферы спокойно помещаются другие атомы стронция. Экспериментаторам удалось получить полярон, внутри которого располагались 170 атомов. Оказалось, что их возможное количество зависит от сообщаемой лазером энергии и плотности первоначального конденсата Бозе-Эйнштейна.

Исследователи обратили внимание, что внутренние атомы очень слабо взаимодействуют между собой и суммарная энергия системы в результате становится меньше. Поразителен тот факт, что вся структура удерживается вместе всего одним электроном. Пока трудно указать область применения полученной материи, но специалисты считают ее достаточно перспективной в будущих экзотических технологиях. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Вера Максимова, 06.03.2018 18:21