Ученые впервые охладили квантовую супержидкость при помощи лазерного света - «Наука и технологии»

Лазерный свет уже достаточно давно используется для охлаждения до сверхнизких температур отдельных атомов, молекул, газа и твердого вещества. Относительно недавно при помощи света лазера ученым удалось охладить жидкость, пусть и косвенным способом. А ученым из университета Квинсленда (University of Queensland) удалось сделать то, что до этого времени не удавалось сделать никому, они использовали лазерный свет для охлаждения материи, находящейся в экзотическом квантовом состоянии, состоянии супержидкости.

Супержидкость - это особое квантовое состояние материи, в котором она, благодаря отсутствию показателя вязкости, обладает способностью движения, не подверженного влиянию сопротивления. За счет этого такая жидкость находится в постоянном непрекращающемся движении. Ближайшим аналогом этому явлению является движение электрических зарядов внутри сверхпроводника, которые могут циркулировать там бесконечно долго, не встречая на своем пути никакого сопротивления.

Именно упомянутая выше особенность супержидкости и является объектом повышенного интереса к этому состоянию материи. "Практическое применение супержидкостей позволит нам создать высокочувствительные датчики самых различных физических величин, улучшить точность и другие параметры инерциальных навигационных систем, и провести ряд исследований в области квантовой физики" - рассказывает Глен Харрис (Glen Harris), ведущий исследователей.

В своих экспериментах ученые использовали супержидкость, состоящую из тонкого слоя атомов гелия на поверхности специального кремниевого чипа, который выступал одновременно в роли "ванны" для этой жидкости и в роли измерителя некоторых ее параметров. Яркий луч лазерного света с определенными характеристиками, сфокусированный на поверхности супержидкости, отобрал энергию волн и охладил супержидкость до температуры, очень близкой к температуре абсолютного нуля.

Кроме охлаждения луч лазерного света, взаимодействовавший с некоторыми микрофотонными компонентами на поверхности чипа, позволил произвести высокоточные измерения параметров колебаний, вызванных постоянным движением супержидкости.

"Во время наших предыдущих экспериментов мы показали, что гелий, находящийся в состоянии супержидкости, является идеальным чувствительным элементом, который можно использовать в передовых технологиях сверхвысокоточной инерциальной навигации" - рассказывает профессор Варвик Боуэн (Warwick Bowen), руководитель данного проекта, - "А сейчас мы продемонстрировали, что небольшого кремниевого чипа, который можно интегрировать в электронные устройства, достаточно для охлаждения гелия, превращения его в супержидкость и для измерения параметров возникающих в ней волн".