Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà vật lý đã chỉ ra rằng các chất ngưng tụ Bose-Einstein cực mạnh có thể khiến chúng phân chia thành các phân đoạn đồng nhất hoặc vỡ thành các mảnh vụn không thể đoán trước, tùy thuộc vào tần số rung lắc.
“Đó là đáng chú ý rằng hệ thống lượng tử tương tự có thể làm phát sinh hiện tượng khác nhau như thế”, nhà vật lý trường Đại học Rice Randy Hulet, đồng tác giả của một nghiên cứu về công việc công bố trực tuyến trên tạp chí cho biết Physical Review X . Phòng thí nghiệm của Hulet đã tiến hành các thí nghiệm của nghiên cứu bằng cách sử dụng lithium BEC, các đám mây nguyên tử cực nhỏ di chuyển theo từng bước như thể chúng là một thực thể đơn lẻ hoặc sóng vật chất. “Mối quan hệ giữa các trạng thái này có thể dạy chúng ta rất nhiều về các hiện tượng nhiều lượng tử phức tạp.”
Nghiên cứu được thực hiện với sự cộng tác của các nhà vật lý tại Đại học Công nghệ Vienna của Áo (TU Wien) và Đại học Sao Paulo của Brazil tại São Carlos.
Các thí nghiệm đã phát hiện ra phát hiện năm 1831 của Michael Faraday rằng các mẫu gợn sóng được tạo ra trên bề mặt chất lỏng trong một cái xô bị lắc theo chiều dọc ở một số tần số quan trọng nhất định. Các mô hình, được gọi là sóng Faraday, tương tự như các chế độ cộng hưởng được tạo ra trên mặt trống và các tấm rung.
Để điều tra sóng Faraday, nhóm nghiên cứu đã giới hạn BEC với ống dẫn sóng một chiều tuyến tính, dẫn đến BEC hình xì gà. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã lắc BEC bằng cách sử dụng từ trường yếu, dao động chậm để điều chỉnh cường độ tương tác giữa các nguyên tử trong ống dẫn sóng 1D. Mẫu Faraday nổi lên khi tần số điều chế được điều chỉnh gần cộng hưởng chế độ tập thể.
Nhưng nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy một điều bất ngờ: Khi điều chế mạnh và tần số thấp hơn nhiều so với cộng hưởng Faraday, BEC đã vỡ thành “hạt” có kích thước khác nhau. Nhà khoa học nghiên cứu lúa Jason Jason, đồng tác giả chính của nghiên cứu, nhận thấy kích thước hạt được phân bố rộng rãi và tồn tại trong thời gian lâu hơn thời gian điều chế.
“Tạo hạt thường là một quá trình ngẫu nhiên được quan sát thấy trong các chất rắn như vỡ thủy tinh, hoặc nghiền đá thành các hạt có kích cỡ khác nhau”, đồng tác giả nghiên cứu Axel Lode, người tổ chức các cuộc hẹn chung ở cả TU Wien và Wolfgang Pauli Viện tại Đại học Vienna.
Hình ảnh về trạng thái lượng tử của BEC giống hệt nhau trong mỗi thí nghiệm sóng Faraday. Nhưng trong các thí nghiệm tạo hạt, các bức ảnh trông hoàn toàn khác nhau mỗi lần, mặc dù các thí nghiệm được thực hiện trong các điều kiện giống hệt nhau.
Lode cho biết sự khác biệt trong các thí nghiệm tạo hạt phát sinh từ tương quan lượng tử – mối quan hệ phức tạp giữa các hạt lượng tử rất khó mô tả về mặt toán học.
“Một mô tả lý thuyết về các quan sát đã chứng tỏ thách thức vì các phương pháp tiêu chuẩn không thể tái tạo các quan sát, đặc biệt là sự phân bố rộng của kích thước hạt”, Lode nói. Nhóm của ông đã giúp giải thích các kết quả thí nghiệm bằng một phương pháp lý thuyết tinh vi, và việc triển khai nó trong phần mềm, chiếm các biến động lượng tử và tương quan mà các lý thuyết điển hình không giải quyết được.
Hulet, Giáo sư Vật lý và Thiên văn học của Rice, và là thành viên của Trung tâm Vật liệu lượng tử Rice (RCQM), cho biết kết quả này có ý nghĩa quan trọng đối với việc điều tra nhiễu loạn trong chất lỏng lượng tử, một vấn đề chưa được giải quyết trong vật lý.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Rice . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :