Физики открыли экзотическое квантовое состояние материи с эффектом дробного моря Ферми

Ученые смогли перевести сверххолодные атомы цезия в высокоэнергетическое состояние с сохранением скрытого порядка, пишет ScienceDaily.

Группа физиков под руководством Ханнса-Кристофа Негерля из Инсбрукского университета совместно с теоретиком Альвизе Бастианелло из CNRS и Университета Париж-Дофин открыли новую форму квантового поведения частиц. В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, ученые описали способ создания экзотического состояния, получившего название "дробное море Ферми". Первым автором теоретической работы выступил И Цзэн.

Для проведения эксперимента исследователи использовали сверххолодные атомы цезия, помещенные в одномерное пространство. Ученые подвергли систему воздействию цикличных изменений: взаимодействие между атомами плавно переключали от сильного отталкивания к сильному притяжению. Вопреки ожиданиям, постоянная накачка энергией не привела к хаотичному нагреву системы. Частицы перестроились в упорядоченную структуру, сохранив квантовую корреляцию и проявив специфические волновые колебания — осцилляции Фриделя.

Обнаруженные закономерности выходят за рамки традиционной теории жидкости Томонаги — Латтинжера, описывающей одномерные квантовые системы. Ханнс-Кристоф Негерль отметил, что возникающие в системе квазичастицы обладают уникальными свойствами и в будущем могут получить название "суперфермионы". Теоретическая база исследования уже легла в основу экспериментов по квантовому моделированию, находящихся на стадии рецензирования.