Ученые нашли способ управлять внутренним состоянием атомов с помощью лазеров.

Физики из Национального института стандартов и технологий (NIST ) установили, что лазер существенно влияет на межатомные взаимодействия. Такие атомы могут использоваться в качестве прокси для изучения важных явлений, которые в другом контексте было бы трудно или вовсе невозможно исследовать. Результаты новой работы, опубликованные в издании Science, показали новый класс взаимодействий, который вероятно будет важным для физики сверхпроводников, используемых в квантовых компьютерах.

Взаимодействия частиц фундаментальны для физики, определяя, к примеру, как работают магнитные материалы и высокотемпературные сверхпроводники. Больше сведений о подобных взаимодействиях или о создании новых эффективных взаимодействий помогут ученым разработать материалы с определенными магнитными или сверхпроводными свойствами. Поскольку большинство материалов — сложные системы, нелегко изучить или разработать взаимодействия между составляющими электронами. Исследователи из NIST построили физически аналогичные системы с использованием сверхохлажденных атомов , чтобы лучше понять, как функционируют материалы с такими удивительными свойствами. «Чаще всего мы можем моделировать эти сложные системы и наблюдать, как они работают, в замедленном движении», сказал физик Ян Шпильман.

По словам другого исследователя, постдокторанта Росса Уильямса, эксперименты с охлажденным атомом подходят для изучения многих систем организма, поскольку они предлагают высокую степень контроля над положением и поведением атомов. В ходе исследований ученые надеются отыскать признаки майорановского фермиона или фермиона Майораны — загадочного, пока еще теоретического вида частицы, вовлеченного в сверхпроводниковые системы, необходимые для квантовых вычислений. «Многие ищут фермион Майораны», отметил Уильямс. «Было бы здорово, если бы разработанный нами метод помог нам стать первыми, кто найдет фермион Майораны».