Çığır Açan Deneyde Moleküller Tek Kuantum Haline Geldi

Kuantum teknolojisi potansiyel ile dolup taşıyor, ancak atomları ve molekülleri kontrol etmek zor olmaya devam ediyor.

Çığır açan yeni bir çalışmada, fizikçiler binlerce molekülü ilk kez tek bir birleşik kuantum halinde başarıyla sıkıştırdılar.

Yeni gelişmenin anahtarı, Bose-Einstein yoğunlaşması (BEC) olarak bilinen garip bir madde durumudur. Düşük yoğunluklu bir atom bulutu, mutlak sıfırın üzerindeki bir değere kadar soğutulduğunda, aynı kuantum durumuna yerleşirler. Temelde, ölçülmesi zor kuantum davranışını daha kolay gözlemlenebileceği makro ölçeğe çıkaran dev bir atom gibi davranmaya başlarlar.

Ancak kuantum teknolojisinin en ilgi çekici uygulamalarını gerçekleştirmek için bilim insanlarının, atomlardan oluşan daha karmaşık moleküllerde ustalaşmaları gerekecek.

Ve şimdi, Chicago Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tam da bunu yapmayı başardılar.

Çalışmanın kıdemli yazarı Cheng Chin, "Atomlar basit küresel nesnelerdir, oysa moleküller titreşebilir, dönebilir, küçük mıknatıslar taşıyabilir. Moleküller çok farklı şeyler yapabildikleri için onları daha kullanışlı hale getiriyor ve aynı zamanda kontrol edilmesini de çok daha zor hale getiriyor." diyor.

Ekip, molekülleri işbirliği yapmaya zorlamak için Bose-Einstein kondensatlarını üretmeye yönelik normal tarife iki yeni adım ekledi. Birincisi, sistemi normalden daha da soğukta, sadece 10 nanokelvin'e, 0 K'nin üzerinde, kesinlikle çok küçük bir fraksiyona kadar soğuttular.

İkincisi, bu molekülleri düz bir yüzeye hapsettiler, böylece yalnızca iki boyutta hareket edebildiler. Bu da onları daha uzun süre sabit tutmaya yardımcı oldu. Sonuç, tamamen aynı yönelim ve titreşim frekansına sahip birkaç bin molekülden oluşan 2D moleküler Bose-Einstein yoğunlaşmasıdır. Ekip, bunun daha sonra bir dizi kuantum uygulaması için kullanılabileceğini söylüyor.

Chin, "Kesinlikle ideal bir başlangıç ​​noktası" diyor. Örneğin, bilgileri tutmak için kuantum sistemleri oluşturmak istiyorsanız, bu bilgileri biçimlendirip depolamadan önce üzerine yazmak için temiz bir sayfaya ihtiyacınız var." dedi.

Araştırma Nature dergisinde yayınlandı.

Kaynak:

• Chicago Üniversitesi

• https://newatlas.com/physics/molecules-single-quantum-state-bose-einstein-condensate/