Физики впервые увидели волновое поведение атомов
На микроскопическом уровне объекты могут обладать свойствами частицы и волны. До сих пор наблюдать такое удавалось только для элементарных частиц. Теперь ученые увидели, как атом превращается в волну.
Корпускулярно-волновой дуализм — один из нескольких столпов, на которых стоит вся квантовая физика. Согласно этому принципу, любой квантовый объект может вести себя одновременно как частица и волна. Показателен в этом отношении опыт, в ходе которого квант света пропускается через тонкие щели. В результате можно видеть, как одна частица света раздваивается и проходит сразу через два отверстия. Это свойство характерно для волн, но не для частиц. Тем не менее, в некоторых других экспериментах фотон ведет себя именно как частица.
При низких температурах вещество, состоящее из атомов и частиц, может проявлять волновые свойства. При взаимодействии с материей свет может вести себя так, как будто он состоит из частиц, которые не огибают объекты, а движутся по прямой.
Теперь исследователи решили проверить, как поведут себя атомы, если охладить их до температур, близких к абсолютному нулю. С помощью точных и мощных лазеров ученые смогли манипулировать этими ультра-холодными атомами так, что увидели в их поведении свойства волновой природы.
Для эксперимента физики создали специальные препятствия в криокамере, чтобы увидеть, как охлажденные до -273,15°C атомы «натыкаются» на них и рассеиваются. Результаты этих экспериментов ученые сопоставили с теоретическими моделями и смогли дополнить их новыми данными. Открытие поможет в будущем создать новые материалы с уникальными свойствами и кубиты для квантовых компьютеров.
