бел | рус

?
  05.03.2009
Расскажи о себе на парте!
 
  02.03.2009
Узнай про родной край на парте
 
  25.02.2009
Дневники на парте!
 
  12.02.2009
Новый дизайн парты!
 
  04.02.2009
У каждого свои интересы на парте
 
     
Зарегистрировано пользователей:
  Всего : 28445
  Сегодня: 0
  Вчера: 0



Погода в Минске » Беларусь


 Ледянее ледяного: охлаждение в световом кристалле
 
Предложен способ охлаждать атомы почти до абсолютного нуля. Это позволит преодолеть одно из основных препятствий перед грандиозным научным открытием, которое может привести к разработке материалов с совершенно новыми свойствами.

Расчеты показывают, что теоретически возможно «сдавливать» атомы в оптической решетке до тех пор, пока из них не «выжмется» все тепло

Несмотря на то, что пока что разработка представляет собой чисто теоретическое изыскание, практические перспективы здесь столь громадны, что часть финансирования ее взяло на себя американское агентство оборонных разработок DARPA. В 2008 г. им были выбраны три команды ученых, перед которыми и была поставлена амбициозная задача: «уловить» атомы в «световом кристалле» оптической решетки.

Такой «кристалл» представляет собой трехмерную решетку, составленную из лазерных лучей, в каждой ячейке которой должен быть уловлен один (и только один) атом. Понятно, что такой решеткой – размерами и формой ячеек – довольно легко управлять. В результате разработчики получат в свое распоряжение замечательный, простой и эффективный инструмент для моделирования самых разных кристаллических веществ и создания новых, важный и для создания квантовых компьютеров будущего.

Срок окончания работ по первой фазе проекта военные назначили жесткий – июнь 2009 г. – но пока что ни одна из исследовательских групп не может похвастаться решительными успехами. Проблема в том, что ученым не удается получить атомы, охлажденные до достаточно низких температур: для этой задачи даже бозе-конденсат чересчур горяч.

Бозе-конденсат представляет собой особое состояние вещества, состоящего из частиц, охлажденных до температур, близких к абсолютному нулю. На таком холоде хаотическое движение частиц практически прекращается, и на первый план выступают законы квантового мира.

Бозе-конденсаты обладают массой поразительных свойств – например, сверхтекучестью (упрощенно говоря, если налить его в сосуд, он сам поднимется по его стенкам и «вытечет» наружу) – и были предсказаны еще Эйнштейном, исходя из работ Шатьендраната Бозе. Однако получить их в лаборатории сумели едва ли не сотню лет спустя – за что вскоре была вручена Нобелевская премия.
 
Техника получения бозе-конденсата подразумевает охлаждение атомов с помощью лазера (в той же статье описано, какая хитрость позволяет использовать лазерный луч, чтобы не сжигать все подряд, а охлаждать определенную группу атомов). Первая низкая температура, которую удалось получить ученым для бозе-конденсата, составляет 170 нК – т.е. 170 миллиардных градуса выше абсолютного нуля (−273 по Цельсию). А сегодня эту величину понизили еще – до 500 пК (500 триллионных Кельвина). И профессор Тин Лунь Хо (Tin-Lun Ho) со своей группой с самого начала активно участвовал в этом освоении сверхнизких температур – хотя для «хранения» атомов в оптической решетке нужно еще ниже.

И вот в апреле команда Тин Лунь Хо, занятая работой по заказу DARPA, представила возможный вариант решения этой проблемы. «Чтобы вся задача была решена, совершенно необходимо добиться чрезвычайно низких температур, - поясняет профессор Хо, - И хотя все три команды за время работы заметно продвинулись вперед, до сих пор именно невозможность добиться этих значений температуры не дает им добиться результата. Мы же выступили с первым предложением о том, как получить мощное снижение температуры».

Для этого Тин Лунь Хо предлагает использовать не бозоны (частицы с целым значением спина), как в бозе-конденсате, а фермионы (частицы с полуцелым спином). И если их нагреть (напомним, что температура представляет собой меру неупорядоченного (теплового) движения частиц), значения спинов фермионов будут распределяться хаотическим образом.

Но если взять фермионы в решетке лазерных лучей и постепенно повышать энергию излучения, будет достигнуто определенное пороговое значение, при котором фермионы начнут группироваться в ячейках упорядоченными парами. Фермионы в паре будут иметь противоположно направленные спины, которые взаимно уничтожат друг друга, фермионы придут в высоко упорядоченное состояние, и энергия будет выведена из системы. По расчетам Хо и его коллег, энергия эта передастся на внешние границы оптической решетки, где бозе-конденсат ее поглотит и испарится.

После этого мощность лазерных лучей можно снизить, ослабив «энергетическое давление» на частицы в оптической решетке и позволив им распределиться по ее ячейкам поодиночке – но уже охлажденными до невероятно низких температур.

«Это и есть стратегия “Разделяй и властвуй”, - говорит Тин Лунь Хо. - “Разделяй” здесь означает – удали лишнее тепловое движение, энтропию из системы. “Властвуй” – избавься от энтропии окончательно, через испарение бозе-конденсата».
www.popmech.ru
 
Комментарии
 

Заголовок:      Введите код на картинке:     


   

  
 

 





Хостинг предоставлен


Белорусский календарь
Что происходило в этот
день в истории Беларуси

 
Ноябрь 2017
 Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30      

Добавить событие  





Rambler's Top100 Каталог TUT.BY RATING ALL.BY
ИП Свирко Н.В. УНН 191057948 © PARTA.BY, 2008-2012.
Обратная связь | Наши партнёры | Архив | Помощь