Виды перевода
Перевод текстов
английский (определен автоматически)
русский
английский
немецкий
русский
английский
украинский
Исходный текст
Physics
Quantum state of matter made with ‘dipolar’ molecules for first time
A quantum state of matter comprising molecules with opposite charges at each end has been made for the first time. It could help probe our understanding of the quantum properties of exotic materials
29 December 2023
By Karmela Padavic-Callaghan
New Scientist Default Image
Around 200 molecules were turned into a quantum state of matter
Will Lab, Columbia University
A quantum state of matter has been made for the first time using “dipolar” molecules – molecules that have a positively charged end and a negatively charged end. It could help enhance our understanding of the quantum properties of exotic materials.
Historically, to understand the inner workings of a material, researchers might probe its atomic structure. But the complexity of those structures can make it difficult to figure out how the atoms interact and how the material behaves as a whole.
In recent years, a different approach has arisen that relies on experiments at extremely low temperatures. Materials are built one particle at a time to reveal how their arrangement and interactions the overall properties.
Niccolò Bigagli at Columbia University in New York and his colleagues have now added new building blocks to this approach by creating a type of ultracold quantum matter called a Bose-Einstein condensate (BEC) using dipolar molecules – something that researchers have been attempting to do for almost decades without any success.
BECs are fluid-like and all the molecules within them have identical quantum states. This makes them a particularly promising starting point for creating and testing the quantum phenomena important for understanding materials.
To create their BEC, the researchers used dipolar molecules consisting of one sodium and one caesium atom. They hit them with electromagnetic forces from lasers and magnets as well as carefully tuned microwaves to radically reduce the temperature, ultimately reaching only several billionths of a degree above absolute zero.
The microwaves were crucial because they prevented molecules from getting too close together and warming up. The resulting BEC consisted of about 200 molecules.
“These molecule experiments are incredibly challenging. The idea that you could actually get them this cold is something I was pessimistic about for a long time,” says Kaden Hazzard at Rice University in Texas.
Read more
Physicists create bizarre quantum Alice rings for the first time
He says the level of control needed over the molecules in the experiment could be used to create even more exotic quantum states of matter like counterintuitive solids that are also perfect fluids or other quantum materials that we do not fully understand.
“For almost 20 years theorists have produced predictions of what we might observe here. We’ll see if we can reproduce them,” says Sebastian Will, also at Columbia University, who worked on the project. He is most excited about experiments where the team will put its molecules in arrangements so complicated that even the best computer simulations have failed to predict what new states of matter they will form next.
Reference
arXiv DOI: arXiv:2312.10965
Physics
Quantum state of matter made with ‘dipolar’ molecules for first time
A quantum state of matter comprising molecules with opposite charges at each end has been made for the first time. It could help probe our understanding of the quantum properties of exotic materials
29 December 2023
By Karmela Padavic-Callaghan
New Scientist Default Image
Around 200 molecules were turned into a quantum state of matter
Will Lab, Columbia University
A quantum state of matter has been made for the first time using “dipolar” molecules – molecules that have a positively charged end and a negatively charged end. It could help enhance our understanding of the quantum properties of exotic materials.
Historically, to understand the inner workings of a material, researchers might probe its atomic structure. But the complexity of those structures can make it difficult to figure out how the atoms interact and how the material behaves as a whole.
In recent years, a different approach has arisen that relies on experiments at extremely low temperatures. Materials are built one particle at a time to reveal how their arrangement and interactions the overall properties.
Niccolò Bigagli at Columbia University in New York and his colleagues have now added new building blocks to this approach by creating a type of ultracold quantum matter called a Bose-Einstein condensate (BEC) using dipolar molecules – something that researchers have been attempting to do for almost decades without any success.
BECs are fluid-like and all the molecules within them have identical quantum states. This makes them a particularly promising starting point for creating and testing the quantum phenomena important for understanding materials.
To create their BEC, the researchers used dipolar molecules consisting of one sodium and one caesium atom. They hit them with electromagnetic forces from lasers and magnets as well as carefully tuned microwaves to radically reduce the temperature, ultimately reaching only several billionths of a degree above absolute zero.
The microwaves were crucial because they prevented molecules from getting too close together and warming up. The resulting BEC consisted of about 200 molecules.
“These molecule experiments are incredibly challenging. The idea that you could actually get them this cold is something I was pessimistic about for a long time,” says Kaden Hazzard at Rice University in Texas.
Read more
Physicists create bizarre quantum Alice rings for the first time
He says the level of control needed over the molecules in the experiment could be used to create even more exotic quantum states of matter like counterintuitive solids that are also perfect fluids or other quantum materials that we do not fully understand.
“For almost 20 years theorists have produced predictions of what we might observe here. We’ll see if we can reproduce them,” says Sebastian Will, also at Columbia University, who worked on the project. He is most excited about experiments where the team will put its molecules in arrangements so complicated that even the best computer simulations have failed to predict what new states of matter they will form next.
Reference
arXiv DOI: arXiv:2312.10965
3 223 / 5 000
Результаты перевода
Перевод
Физика
Квантовое состояние материи впервые создано с помощью «диполярных» молекул
Впервые создано квантовое состояние материи, состоящее из молекул с противоположными зарядами на каждом конце. Это может помочь нам изучить квантовые свойства экзотических материалов.
29 декабря 2023 г.
Кармела Падавик-Каллаган
Новое изображение ученого по умолчанию
Около 200 молекул были переведены в квантовое состояние материи
Уилл Лаб, Колумбийский университет
Квантовое состояние материи было впервые создано с использованием «диполярных» молекул – молекул, имеющих положительно заряженный конец и отрицательно заряженный конец. Это может помочь улучшить наше понимание квантовых свойств экзотических материалов.
Исторически, чтобы понять внутреннюю работу материала, исследователи могли исследовать его атомную структуру. Но сложность этих структур может затруднить понимание того, как взаимодействуют атомы и как ведет себя материал в целом.
В последние годы возник другой подход, основанный на экспериментах при экстремально низких температурах. Материалы строятся по одной частице за раз, чтобы показать, как их расположение и взаимодействие влияют на общие свойства.
Никколо Бигагли из Колумбийского университета в Нью-Йорке и его коллеги теперь добавили новые строительные блоки к этому подходу, создав тип ультрахолодной квантовой материи, называемый конденсатом Бозе-Эйнштейна (БЭК), с использованием диполярных молекул – то, что исследователи пытались сделать для почти десятилетия без всякого успеха.
БЭК похожи на жидкости, и все молекулы внутри них имеют одинаковые квантовые состояния. Это делает их особенно многообещающей отправной точкой для создания и тестирования квантовых явлений, важных для понимания материалов.
Для создания БЭК исследователи использовали диполярные молекулы, состоящие из одного атома натрия и одного атома цезия. Они воздействовали на них электромагнитными силами лазеров и магнитов, а также тщательно настроенными микроволнами, чтобы радикально снизить температуру, которая в конечном итоге достигла лишь нескольких миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля.
Микроволны имели решающее значение, поскольку они не позволяли молекулам сближаться слишком близко и нагреваться. Полученный БЭК состоял примерно из 200 молекул.
«Эти молекулярные эксперименты невероятно сложны. Я долгое время пессимистично относилась к идее о том, что их действительно можно заморозить», — говорит Кейден Хаззард из Университета Райса в Техасе.
Читать далее
Физики впервые создали причудливые квантовые кольца Алисы
Он говорит, что необходимый уровень контроля над молекулами в эксперименте может быть использован для создания еще более экзотических квантовых состояний материи, таких как нелогичные твердые тела, которые также являются идеальными жидкостями, или другие квантовые материалы, которые мы не до конца понимаем.
«В течение почти 20 лет теоретики предсказывали то, что мы можем здесь наблюдать. Посмотрим, сможем ли мы их воспроизвести», — говорит Себастьян Уилл, также работавший над проектом из Колумбийского университета. Его больше всего воодушевляют эксперименты, в которых команда будет помещать молекулы в настолько сложные структуры, что даже лучшие компьютерные модели не смогут предсказать, какие новые состояния материи они сформируют в следующий раз.
Ссылка
arXiv DOI: arXiv:2312.10965
Fizika
Kvantovoye sostoyaniye materii vpervyye sozdano s pomoshch'yu «dipolyarnykh» molekul
Vpervyye sozdano kvantovoye sostoyaniye materii, sostoyashcheye iz molekul s protivopolozhnymi zaryadami na kazhdom kontse. Eto mozhet pomoch' nam izuchit' kvantovyye svoystva ekzoticheskikh materialov.
29 dekabrya 2023 g.
Karmela Padavik-Kallagan
Novoye izobrazheniye uchenogo po umolchaniyu
Okolo 200 molekul byli perevedeny v kvantovoye sostoyaniye materii
Uill Lab, Kolumbiyskiy universitet
Kvantovoye sostoyaniye materii bylo vpervyye sozdano s ispol'zovaniyem «dipolyarnykh» molekul – molekul, imeyushchikh polozhitel'no zaryazhennyy konets i otritsatel'no zaryazhennyy konets. Eto mozhet pomoch' uluchshit' nashe ponimaniye kvantovykh svoystv ekzoticheskikh materialov.
Istoricheski, chtoby ponyat' vnutrennyuyu rabotu materiala, issledovateli mogli issledovat' yego atomnuyu strukturu. No slozhnost' etikh struktur mozhet zatrudnit' ponimaniye togo, kak vzaimodeystvuyut atomy i kak vedet sebya material v tselom.
V posledniye gody voznik drugoy podkhod, osnovannyy na eksperimentakh pri ekstremal'no nizkikh temperaturakh. Materialy stroyatsya po odnoy chastitse za raz, chtoby pokazat', kak ikh raspolozheniye i vzaimodeystviye vliyayut na obshchiye svoystva.
Nikkolo Bigagli iz Kolumbiyskogo universiteta v N'yu-Yorke i yego kollegi teper' dobavili novyye stroitel'nyye bloki k etomu podkhodu, sozdav tip ul'trakholodnoy kvantovoy materii, nazyvayemyy kondensatom Boze-Eynshteyna (BEK), s ispol'zovaniyem dipolyarnykh molekul – to, chto issledovateli pytalis' sdelat' dlya pochti desyatiletiya bez vsyakogo uspekha.
BEK pokhozhi na zhidkosti, i vse molekuly vnutri nikh imeyut odinakovyye kvantovyye sostoyaniya. Eto delayet ikh osobenno mnogoobeshchayushchey otpravnoy tochkoy dlya sozdaniya i testirovaniya kvantovykh yavleniy, vazhnykh dlya ponimaniya materialov.
Dlya sozdaniya BEK issledovateli ispol'zovali dipolyarnyye molekuly, sostoyashchiye iz odnogo atoma natriya i odnogo atoma tseziya. Oni vozdeystvovali na nikh elektromagnitnymi silami lazerov i magnitov, a takzhe tshchatel'no nastroyennymi mikrovolnami, chtoby radikal'no snizit' temperaturu, kotoraya v konechnom itoge dostigla lish' neskol'kikh milliardnykh doley gradusa vyshe absolyutnogo nulya.
Mikrovolny imeli reshayushcheye znacheniye, poskol'ku oni ne pozvolyali molekulam sblizhat'sya slishkom blizko i nagrevat'sya. Poluchennyy BEK sostoyal primerno iz 200 molekul.
«Eti molekulyarnyye eksperimenty neveroyatno slozhny. YA dolgoye vremya pessimistichno otnosilas' k ideye o tom, chto ikh deystvitel'no mozhno zamorozit'», — govorit Keyden Khazzard iz Universiteta Raysa v Tekhase.
Chitat' daleye
Fiziki vpervyye sozdali prichudlivyye kvantovyye kol'tsa Alisy
On govorit, chto neobkhodimyy uroven' kontrolya nad molekulami v eksperimente mozhet byt' ispol'zovan dlya sozdaniya yeshche boleye ekzoticheskikh kvantovykh sostoyaniy materii, takikh kak nelogichnyye tverdyye tela, kotoryye takzhe yavlyayutsya ideal'nymi zhidkostyami, ili drugiye kvantovyye materialy, kotoryye my ne do kontsa ponimayem.
«V techeniye pochti 20 let teoretiki predskazyvali to, chto my mozhem zdes' nablyudat'. Posmotrim, smozhem li my ikh vosproizvesti», — govorit Sebast'yan Uill, takzhe rabotavshiy nad proyektom iz Kolumbiyskogo universiteta. Yego bol'she vsego voodushevlyayut eksperimenty, v kotorykh komanda budet pomeshchat' molekuly v nastol'ko slozhnyye struktury, chto dazhe luchshiye komp'yuternyye modeli ne smogut predskazat', kakiye novyye sostoyaniya materii oni sformiruyut v sleduyushchiy raz.
Ssylka
arXiv DOI: arXiv:2312.10965
Ещё
Отправить отзыв
Боковые панели
Оценили 0 человек
0 кармы