Cercetătorii au realizat, în premieră, un cristal din atomi „exotici” uriași

Cercetătorii au descoperit că un gaz de atomi de rubidiu aflați într-o stare ciudată, numită stare Rydberg, poate forma un cristal temporal.

Cristalele obișnuite au o structură repetitivă în spațiu. Dar în 2012, fizicianul laureat al Premiului Nobel, Frank Wilczek, s-a întrebat: ar putea exista ceva care se repetă în mod regulat în timp?

• Cum au reușit medicii să țină în viață, timp de 48 de ore, un bărbat fără…
• Interiorul magnetic ascuns al Soarelui, cartografiat în premieră folosind date din ultimii 30 de ani

Așa a apărut ideea de cristal temporal – un sistem în care particulele se află într-o mișcare repetitivă, spontană, fără un impuls extern. Un ceas, spre exemplu, nu este un cristal temporal, pentru că are o sursă de mișcare impusă din exterior.

Prin răcirea atomilor aproape de zero absolut și iluminarea lor cu laser, electronii pot fi „împinși” mult mai departe de nucleu, făcând atomii de sute de ori mai mari decât cei normali.

Atomii se află într-o stare ciudată

În acest experiment, oamenii de știință au folosit atomi de rubidiu și un singur laser pentru a excita doi electroni simultan, scrie IFLScience.

„Dacă atomii din recipientul nostru de sticlă sunt aduși în aceste stări Rydberg și diametrul lor devine uriaș, atunci și forțele dintre ei cresc mult”, a explicat cercetătorul Thomas Pohl, de la Universitatea Tehnică din Viena.

„Dacă lumina laser este aleasă astfel încât să excite două stări Rydberg diferite în același atom, apare un circuit de feedback care produce oscilații spontane între cele două stări. Asta duce și la o absorbție oscilantă a luminii.”

Acești atomi uriași creează un nou sistem fizic

Ceea ce este uimitor e că experimentul nu impune niciun ritm extern – laserul are o intensitate constantă. Și totuși, lumina care iese din celulă începe să oscileze în mod regulat. Acesta este un comportament emergent, caracteristic cristalelor temporale.

Acești atomi uriași creează un nou sistem fizic, care se apropie de ideea originală a lui Wilczek despre cristalele temporale.

Oscilațiile precise și auto-susținute ar putea fi folosite în viitor pentru senzori extrem de sensibili. Deja, atomi Rydberg au fost utilizați cu succes în alte tehnologii avansate.

Studiul a fost publicat în revista Nature Physics.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Un fizician explică cum se formează atomii

Ce s-ar întâmpla dacă ai pierde un electron din fiecare atom din corp?

Cercetătorii au proiectat o baterie care funcționează cu deșeuri atomice

Ceasurile atomice și laserele ne pot ajuta să detectăm materia întunecată, sugerează un studiu