Как не дать молекулам слипнуться ✛ ✎

Оригинал: "Static-Field Shielding of Bosonic Molecules: Evaporation to Degeneracy and Self-Bound Droplets"
arXiv:2608.31116v1 · 2026-08-31 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Электрическое поле не пускает ультрахолодные молекулы слишком близко друг к другу, и газ перестаёт разрушаться.

Молекулы в очень холодном газе похожи на маленькие магнитики. Если они подлетают слишком близко, то слипаются и выпадают из игры. Поэтому газ трудно охладить до состояния, где все частицы ведут себя как одно целое. Физики нашли способ поставить между молекулами невидимый барьер: они включили электрическое поле, которое отталкивает молекулы на коротких расстояниях.

Поле создали с помощью восьми электродов вокруг облака из молекул натрия-рубидия. Настроили его так, чтобы молекулы начинали сильнее отталкиваться, когда сближаются. Это как если бы между ними вырос холм, через который им не перепрыгнуть. В результате молекулы перестали слипаться, и газ сохранился.

Раньше молекулы исчезали в десять тысяч раз быстрее. Теперь их можно охлаждать дальше, убирая самые горячие.

После охлаждения в ловушке осталось 7200 молекул, и все они попали в особое квантовое состояние. А в конце из газа сама собой собралась капля из 230 молекул. Она не разлеталась, хотя её никто не держал. Это как капля воды в невесомости, только вместо поверхностного натяжения её держат силы между молекулами. Капля вытянулась вдоль поля, как нить.

Такой простой способ с электрическим полем можно использовать и в других лабораториях, чтобы получать квантовые газы и изучать, как из молекул рождаются капли и другие необычные формы материи.

Капля из 230 молекул имеет плотность около 6.3×10¹³ см⁻³, что в тысячи раз плотнее типичного ультрахолодного молекулярного газа, и живёт всего 260 миллисекунд.

Самосвязанные нитевидные структуры из ультрахолодных молекул напоминают экзотические формы материи из научной фантастики, например, «нитевидные кристаллы» в романе Грега Игана «Лестница Шильда».

Учёные
George GamowLeo Esaki
Понятия
конденсат Бозе — Эйнштейна переохлаждение постоянная Авогадро