Частицы в бозе-стекле локализованы и не смешиваются друг с другом. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Ученые из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета впервые создали двумерную версию бозе-стекла. Эта новая фаза материи бросает вызов традиционным представлениям статистической механики. Бозе-стекло проявляет свойства, подобные стеклу, но все частицы в системе локализованны и не смешиваются друг с другом.
Исследовательская группа под руководством профессора Ульриха Шнайдера использовала перекрывающиеся лазерные лучи для создания квазипериодического узора, напоминающего мозаику Пенроуза. Заполнив эту структуру ультрахолодными атомами, охлажденными почти до абсолютного нуля, ученые получили бозе-стекло.
Бозе-стекло демонстрирует необычные свойства, противоречащие принципам статистической механики. В отличие от большинства систем, оно не стремится к тепловому равновесию и сохраняет «память» о начальном состоянии. Это делает бозе-стекло перспективным кандидатом для создания квантовых компьютеров, так как квантовая информация в такой системе может сохраняться дольше.
В ходе эксперимента исследователи наблюдали неожиданно резкий фазовый переход от бозе-стекла к сверхтекучести — другому экзотическому состоянию материи.
Это открытие может помочь лучше понять фундаментальные свойства квантовых систем и найти применение в квантовых вычислениях. Но исследователи призывают не торопиться. «Сначала нам нужно лучше понять термодинамику и динамические свойства бозе-стекла, прежде чем думать о его практическом использовании», — отметил Ульрих Шнайдер, соавтор исследования.
