La technologie quantique est pleine de potentiel, mais la manipulation des atomes et des molécules reste très difficile. Dans une nouvelle étude révolutionnaire, les physiciens ont réussi à combiner pour la première fois des milliers de molécules en un seul état quantique.
La clé de ce nouveau développement est un état étrange de la matière connu sous le nom de condensat de Bose-Einstein (BEC). Lorsqu'un nuage d'atomes de faible densité se refroidit juste au-dessus du zéro absolu, ils passent dans le même état quantique. Essentiellement, ils commencent à agir comme un atome géant, ce qui rapproche le comportement quantique, difficile à mesurer, du niveau macro, où il est plus facile à observer.
Mais pour réaliser les applications les plus intrigantes de la technologie quantique, les scientifiques devront apprendre à travailler avec des molécules plus complexes et constituées elles-mêmes d'atomes. Et maintenant, des chercheurs de l'Université de Chicago ont réussi à faire exactement cela.
Les atomes sont de simples objets sphériques, tandis que les molécules peuvent vibrer, tourner, porter de petits aimants, explique Chen Chin, auteur principal de l'étude. Parce que les molécules peuvent faire tellement de choses différentes, cela les rend plus utiles et en même temps beaucoup plus difficiles à contrôler.
Pour que les molécules fonctionnent ensemble, l'équipe a ajouté deux nouvelles étapes à la recette habituelle des condensats de Bose-Einstein.
Premièrement, ils ont refroidi le système encore plus que d'habitude - seulement 10 nanokelvin au-dessus du zéro absolu. Cela a aidé plus d'atomes à se combiner en molécules.
Ils ont ensuite enfermé ces molécules dans une surface plane afin qu'elles ne puissent se déplacer que dans deux dimensions, ce qui les a aidées à rester stables plus longtemps. Le résultat final est un condensat moléculaire bidimensionnel de Bose-Einstein de plusieurs milliers de molécules avec la même orientation et la même fréquence de vibration. Ceci, selon les scientifiques, peut être utilisé pour une variété d'applications quantiques.
C'est un point de départ absolument parfait, dit Chen Chin. Par exemple, si vous souhaitez créer des systèmes quantiques pour stocker des informations, vous devez partir de zéro avant de pouvoir formater et stocker ces informations.
2021-04-29 19:38:47
Auteur: Vitalii Babkin