Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

28.08.2018
19:05

Звезды Вольфа — Райе оказались остатками голубых гигантов, «съеденных» своими собратьями

28.08.2018
18:59

Ученые МИФИ создали уникальную “ловушку” для света

28.08.2018
18:56

Транспорт на водородном топливе: взгляд в будущее

28.08.2018
18:54

В России создадут карту магнитного поля страны

28.08.2018
18:51

Физики ЦЕРН "официально" открыли новый вариант распада бозона Хиггса

28.08.2018
18:39

Генетики получили первую "трехмерную фотографию" генома человека

28.08.2018
18:34

Как ученые предсказали вид короны Солнца при полном затмении 21 августа 2017 г.

28.08.2018
18:28

Корональные выбросы массы Солнца имеют опасные «хвосты», выяснили астрономы

28.08.2018
18:05

Загрязнение воздуха снизило способности к математике и языку

28.08.2018
17:59

«Зародыши планет» замедлили рост Юпитера

28.08.2018
17:39

Обнаружен способ внезапного уничтожения Земли

28.08.2018
17:17

Замечен загадочный феномен на Солнце

28.08.2018
13:33

"Разоблачение вранья о роли Прохоровки." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

28.08.2018
09:01

"Попытка поспорить с Вейдле." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

27.08.2018
23:26

Земля была стерилизована в конце Пермского периода, доказали геологи

27.08.2018
23:20

Аппарат OSIRIS-REx начинает кампанию по изучению астероида Бенну

27.08.2018
23:18

На Земле разыгралась мощная геомагнитная буря

27.08.2018
23:07

«Прогресс МС-08» отчалил от МКС, но продолжает обращаться вокруг Земли

27.08.2018
22:48

IBM запатентовала умный дрон для доставки кофе

27.08.2018
22:44

Физики охладили облако молекул до рекордно низкой температуры с помощью «темных» состояний

    Американские физики охладили облако молекул фторида кальция, помещенных в оптическую ловушку, до температуры около 20 микрокельвин, и довели плотность облака почти до миллиарда молекул в кубическом сантиметре. Для этого ученые использовали метод усиленного лазерного охлаждения, связанный с «темными» состояниями молекул. Полученные значения температуры и плотности значительно превышают предыдущие рекорды (60 микрокельвин и 10 миллионов молекул на кубический сантиметр) и позволяют использовать молекулярные облака для моделирования более сложных физических систем. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Облако атомов, охлажденное до сверхнизкой температуры и помещенное в оптическую ловушку — очень удобный объект, позволяющий изучать поведение более сложных физических систем. В частности, с помощью подобных облаков можно смоделировать расширение Вселенной и черные дыры, построить универсальный квантовый компьютер. Как правило, для получения таких облаков ученые прибегают к лазерному охлаждению — направляют на атомы лазер, частота которого немного не дотягивает до частоты резонансного перехода, и заставляют атомы поглощать и переизлучать фотоны, теряя в ходе процесса кинетическую энергию. С помощью подобной техники физикам удается охладить атомы до температуры порядка нескольких сотен микрокельвин, а еще более хитрые методы позволяют понизить температуру еще на два порядка. Более подробно об охлаждении облаков до сверхнизких температур можно прочитать в новости «Лазерное охлаждение помогло получить бозе-конденсат взаимодействующих фотонов» или послушать в рассказе физика Владимира Мележика.

    К сожалению, с облаками молекул лазерное охлаждение работает гораздо хуже, чем с атомами. В отличие от атомов, молекулы имеют внутренние степени свободы — они могут вращаться, растягиваться и сжиматься. Когда отдельный атом переизлучает поглощенные фотоны, он неизбежно возвращается в основное состояние, а разница энергий фотонов равна изменению его кинетической энергии. Однако в молекуле энергия фотонов может поглотиться вращательными и колебательными степенями свободы — в результате молекула перестает взаимодействовать с фотонами лазера, и дальнейшее охлаждение становится невозможным. Тем не менее, ожидается, что молекулярные облака будут так же удобны для моделирования сложных физических систем, как и облака атомов. Поэтому для физиков важно научиться охлаждать такие облака до сверхнизких температур, а также получать четкие изображения облаков, чтобы исследовать их внутреннюю структуру.

    Группа исследователей под руководством Лоуренса Чейка (Lawrence Cheuk) придумала способ, который позволяет частично обойти проблемы лазерного охлаждения, и охладила облако связанных молекул фторида кальция CaF до рекордно низкой температуры около 20 микрокельвинов. Кроме того, физикам удалось повысить плотность облака до 6×108 молекул в кубическом сантиметре, что более чем в десять раз превышает предыдущее рекордное значение. Для этого ученые использовали технику, которая напоминает метод VSCPT (Velocity-Selective Coherent Population Trapping), использующийся для усиленного охлаждения атомов щелочных металлов. Качественно суть этого метода можно объяснить на следующем упрощенном примере. Предположим, что частицы системы имеют два основных состояния (основным состоянием в физике называют состояние с наименьшей энергией) и одно возбужденное, и направим на них два лазера, которые распространяются в противоположных направлениях. В этом случае состояния покоящихся частиц разделяются на «светлое», которое может взаимодействовать с фотонами лазеров, и «темное», которое остается для них невидимым. Если частицы движутся с некоторой скоростью, из-за доплеровского сдвига состояния смешиваются, и частицы могут переходить между ними. Тем не менее, после многократного рассеяния фотонов скорость частиц уменьшается, и они накапливаются в состояниях со скоростью, близкой к нулю. А благодаря тому, что часть таких состояний являются «темными», частицы застревают в них и не могут разогреться из-за поглощения новых фотонов. К сожалению, получить «темные состояния» для молекул гораздо сложнее, чем для атомов, — например, число основных состояний молекулы больше двух, а величина расщепления возбужденных уровней сравнительно невелика. До сих пор ученым не удавалось это сделать.

    На этот раз физики смогли согласовать параметры лазера с параметрами молекул, которые участвовали в охлаждении, и реализовали на практике метод с «темными» состояниями. Это позволило им охладить свободные молекулы фторида кальция до температуры порядка пяти микрокельвинов, что почти в десять раз меньше, чем наилучший результат с использованием аналогичной техники без «темных» состояний. Плотность частиц при этом составила примерно 107 молекул в кубическом сантиметре, что в двадцать раз больше предыдущего рекорда.

    Затем исследователи использовали тот же подход для охлаждения молекул, пойманных в оптическую ловушку, — как правило, работать с такими системами сложнее, чем со свободными, поскольку удерживающие лазеры мешают охлаждать частицы. В этом случае физикам удалось достигнуть температуры около 20 микрокельвинов и плотности порядка 6×108 молекул в кубическом сантиметре. Оба значения в несколько раз превышают предыдущие рекорды. Авторы отмечают, что эти значения уже позволяют использовать облако молекул для обработки информации и моделирования более сложных систем.

    Кроме того, в ходе охлаждения каждая из молекул рассеяла примерно 2700 фотонов с 10 процентами потерь. Это позволило ученым построить изображение молекулярного облака и исследовать его внутреннюю структуру, не разрушая состояние. Ученые надеются, что в будущем это позволит разработать метод высокоточного определения положения молекул.

    В июне 2016 года физики из США и Сингапура научились управлять квантовым состоянием молекулярного газа — им впервые удалось не только охладить облако молекул 23Na40K до температуры около 0,3 микрокельвина, но и контролируемо перевести эти частицы из основного квантового состояния в заданное. В январе 2017 нидерландские исследователи впервые изготовили молекулярный фонтан — охладили молекулы аммиака до температуры порядка одного милликельвина и запустили их вверх, чтобы проследить за движением в условиях свободного падения. А в апреле 2018 американские ученые провели химическую реакцию между отдельными атомами натрия и цезия, помещенными в оптические ловушки, которые обычно используются для охлаждения атомных облаков.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/08/27/CaF-cooling

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:
<< 331|332|333|334|335|336|337|338|339|340 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList