კვანტური ტექნოლოგიები უკვე ფართოდ გამოიყენება ტექნიკაში, მაგალითებია დაცული კომუნიკაციის ქსელები და მიწისძვრის სენსორები. კვანტური ინჟინერიის შემდგომი განვითარება დამოკიდებულია თუ რამდენად მოვახერხებთ კვანტური ნაწილაკების რთული სისტემების შექმნას და კონტროლს.

ამ ამოცანის გადაწყვეტის გზაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგეს ჩიკაგოს და შანხაის უნივერსიტეტების მკვლევარებმა, რომლებმაც 2021 წლის 28 აპრილს Nature-ში გამოაქვეყნეს სტატია, რომლის თანახმადაც პირველად მოხერხდა ე. წ. ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის მიღება მოლეკულური სისტემისთვის.

“მეცნიერები ათწლეულების განმავლობაში ცდილობდნენ ამის განხორციელებას, ამიტომ ჩვენ ძალიან აღფრთოვანებული. ვიმედოვნებ რომ ეს აღმოჩენა განავითარებს კვანტურ ქიმიას და მრავალი აღმოჩენის საწინდარი იქნება.“ - ამბობს კვლევითი ჯგუფის ხელმძღვანელი Cheng Chin (ჩიკაგოს უნივერსიტეტი).

ბოზე-აინშტაინის კონდენსატს ქმნის თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე გაციებული ნაწილაკთა ჯგუფები, რომლებსაც ერთი და იგივე კვანტურ მდგომარეობა გააჩნიათ და მთლიანი ჯგუფი იქცევა როგორც ერთი განუყოფელი სისტემა.

მეცნიერებმა უკვე რამდენიმე ათეული წლის წინ შეძლეს ასეთი სიტემების შექმნა ატომებისთვის, მაგრამ მნიშვნელოვანი იყო კონდენსატების მიღება მოლეკულებისთვის, რაც შეიძლება გახდეს კვანტური ტექნოლოგიის მრავალი ფორმის საფუძველი.

მოლეკულები უფრო დიდია ვიდრე ატომები და ბევრად მეტი მოძრავი ნაწილი აქვთ. ”ატომები არიან მარტივი სფერული ობიექტები, ხოლო მოლეკულებს შეუძლიათ ვიბრაცია, ბრუნვა, მცირე მაგნიტების შექმნა. იმის გამო, რომ მოლეკულებს ძალიან ბევრი რამის გაკეთება შეუძლიათ, ეს მათ უფრო სასარგებლოს ხდის და ამავდროულად გაცილებით რთულია მათი კონტროლი.”- ამბობს Cheng Chin-ი.

მოლეკულური კონდენსატის მიღების გზაზე მეცნიერებმა თავდაპირველად შექმნეს ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი 60 ათასი ცეზიუმის ატომისაგან, რომელიც შემდეგ მაგნიტურ ხაფანგში დამატებით გააცივეს 10 ნანო-კელვინამდე. შედეგად ცეზიუმის ატომების დაახლოებით 15%-მა შექმნა დი-ცეზიუმის მოლეკულები. ზედმეტი ატომები გადაგდებული იქნა ხაფანგიდან, ხოლო დარჩენილი მოლეკულები სტაბილურობის შესანარჩუნებლად განათავსეს ორგანზომილებიან კონფიგურაციაში. შედეგად მოხერხდა მოლეკულების მიღება, რომლებიც დალაგებული იყვნენ ერთი მიმართულებით, ერთნაირად ირხეოდნენ და იმყოფებოდნენ ერთი და იმავე კვანტურ მდგომარეობაში.

მეცნიერები მოლეკულურ კონდენსატს ახასიათებენ როგორც სუფთა ფურცელს, რომელზეც შესაძლებელია სასურველი ინფორმაციის ჩაწერა და მათი გამოყენება კვანტური ინჟინერიაში.

„ტრადიციული გაგებით ატომები და მოლეკულები აგებენ ახალ მოლეკულებს, თუმცა კვანტურ რეჟიმში ყველა მოლეკულა ურთიერთქმედებს ერთად, კოლექტიურად. ეს ახალი გზაა აღმოვაჩინოთ როგორ მოქმედებენ მოლეკულები ერთიანი მოლეკულის შესაქმნელად. ეს გახლდათ ჩემი მიზანი სტუდენტობისას და მოხარული ვარ მიღწეული შედეგით.“ - განაცხადა Cheng Chin-მა.

წყარო:

https://lenta.ru/...29/matter/
https://phys.org/...state.html