Международная группа ученых из Австрии и США создала новую разновидность суператомов из стронция. Для этой цели исследователи использовали сочетание конденсата Бозе — Эйнштейна и атомов, у которых электроны находятся в высоковозбужденном состоянии. Об этом сообщается в пресс-релизе на EurekAlert!.
Физики охладили облако атомов стронция до температуры, близкой к абсолютному нулю. В результате получился конденсат Бозе — Эйнштейна, в котором все атомы могут достигнуть минимально возможного энергетического состояния. Это происходит из-за того, что стронций является бозоном, то есть способен находиться в том же квантовом состоянии, что и другие такие же бозоны. Это отличает их от фермионов, к которым относятся, например, электроны, не способные занимать одно и то же энергетическое состояние.
В конденсате атомы стронция становятся тождественными (неразличимыми), то есть невозможно определить, где какая частица находится. Описывающие их положение в пространстве волновые функции перекрываются, и вся система начинает вести себя как единое целое. В таком состоянии квантовые эффекты могут наблюдаться невооруженным взглядом, как, например, сверхтекучесть.
Исследователи облучили одну из частиц в конденсате Бозе — Эйнштейна лазером, создав ридберговский атом, в котором электрон удален от ядра настолько далеко, что внутри орбиты смогли уместиться 170 других атомов стронция. Данная система является стабильной, поскольку ее полная энергия меньше из-за слабого рассеяния высоковозбужденного электрона на нейтральных атомах. По словам ученых, новая форма вещества, названная ридберговским поляроном, может существовать только при низких температурах, поскольку связь между атомами очень хрупкая.