Российский Университет Транспорта

Долгоживущую ультрахолодную плазму для квантовых симуляторов создали в России

Ученые в области физики из России разработали метод, позволяющий получать из облаков атомов кальция долгоживущую ультрахолодную плазму, охлажденную почти до абсолютного нуля. По информации, которую предоставила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ), плазма улучшит работу ионных микроскопов высокого разрешения, а также позволит создавать квантовые симуляторы для изучения ее поведения в различных физических системах. 

«Созданная нами ультрахолодная плазма впервые имеет бесконечный срок жизни за счет непрерывного захвата охлажденных атомов и их ионизации лазером. Ранее ученые использовали ионизацию холодных атомов коротким лазерным импульсом, из-за чего плазма существовала непродолжительное время», — сообщил Борис Зеленер заведующий лабораторией Лазерного охлаждения и ультрахолодной плазмы Объединенного института высоких температур РАН (Москва), его слова приводит пресс-служба РНФ. 

Согласно словам Бориса Зеленера, создание этой технологии позволяет российским физикам изучать свойства и процессы внутри так называемой стационарной ультрахолодной плазмы, аналоги которой могут возникать во время различных астрофизических процессов в космосе. Также ее можно использовать в разных природных средах и в качестве основы для квантового симулятора, аналогового квантового компьютера, способного просчитывать поведение горячей плазмы в термоядерных реакторах. 

Ультрахолоднаяплазма, как и ее более высокотемпературные аналоги, как поясняют специалисты, представляет собой особую форму материи, которая содержит в себе большое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Физики обнаружили еще на рубеже веков, что плазму можно получать не только при сильном нагреве различных газов, но и если облучить материю при помощи особо сконфигурированных импульсов лазерного излучения, при температуре близкой к абсолютному нулю. 

Массу практических применений имеет утрахолоднаяплазма, которые ограничиваются тем, что эта форма материи остается стабильной очень ограниченное время, порядка тысячных долей секунды. Ученые из России выяснили, что если поместить облако из охлажденных атомов в специальную магнитно-оптическую ловушку и облучать их вспышками двух типов лазера, вырабатывающих лучи синего и фиолетового цветов, то время время жизни плазмы можно продлить практически на бесконечность. 

Опыты, которые проводили специалисты в области физики, показали, что прототип созданной ими установки был способен вырабатывать непрерывный поток холодных ионов и электронов и поддерживать существование плазмы при температуре в минус 271 градус Цельсия, что всего на два градуса выше абсолютного нуля. Как подытожили ученые, данное обстоятельство позволяет использовать ее для проведения большого числа физических и астрофизических опытов со стационарной ультрахолодной плазмой.