Физики впервые сняли взаимодействие атомов

Американские ученые рассмотрели поведение отдельных атомов в решетке и выяснили, почему нам не удается создать высокотемпературные полупроводники.

11.3K
Выбор редакции

Физики впервые сняли взаимодействие атомов

Физики впервые сняли взаимодействие атомов

Если попытаться рассмотреть атомы сквозь сверхмощный микроскоп, мы ничего не увидим: они перемещаются на огромной скорости, сливаясь в неразличимый туман. Чтобы что-нибудь рассмотреть, ученым Массачусетского технологического института (MIT) пришлось охладить атомы калия до температуры практически абсолютного нуля и, как только тепловое движение почти остановилось, – «рассадить» их по ячейкам оптической решетки. Такую систему создает интерференция пересекающихся лазерных лучей: энергетические пики и минимумы интерференционной картины – как нити и ячейки сети, в которые и «усаживаются» отдельные частицы. Лишь затем ученые сделали несколько сотен снимков под атомно-силовым микроскопом.

 

В статье, опубликованной журналом Science, авторы сообщают, что в участках решетки (обычно по краям), где атомы калия располагались довольно разреженно, они сохраняли определенное приличное расстояние друг между другом. Зато в более плотных скоплениях ближе к центру решетки они буквально слипались друг с другом, как близко поднесенные друг к другу магниты. И действительно: при этом атомы ориентировались так, чтобы их противоположные заряды чередовались.

 

В интервью пресс-службе MIT один из авторов работы Марк Цвирлайн (Martin Zwierlein) предлагает сравнить это поведение с человеческим. Например, в плотно населенных городах люди совершенно спокойно живут буквально на голове друг у друга. Зато где-нибудь в менее населенной местности на каждого приходится много пустого пространства.

 

На самом деле, работа была проведена для проверки некоторых аспектов работы принятой сегодня теоретической модели Бозе – Хаббарда, которая описывает взаимодействие бозонов и электронов на пространственной решетке и важна для понимания работы сверхпроводящих материалов. Сами электроны невозможно увидеть даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, и атомы калия послужили ученым доступной для наблюдений моделью. По мнению Цвирлайна и его коллег, такое необычное «слипание» атомов при достаточно высокой плотности может отражать поведение электронов при комнатной температуре и с этим явлением могут быть связаны трудности в создании высокотемпературных сверхпроводников.

Наука

Naked Science Facebook VK Twitter
11.3K

Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку