Физики впервые смогли получить предсказанное еще в 1970 году советским ученым Виталием Ефимовым состояние вещества, которое в шутку называют «три мушкетера». Поведение трех атомов цезия показало, что при сверхнизкой температуре они действительно ведут себя как единое целое.

Американские и австрийские ученые получили новое состояние вещества всего из трех атомов цезия, сообщает информационный портал Чикагского университета.

Группа чикагских ученых под руководством доцента Чэн Чиня из чикагского университета и Рудольфа Грима из университета города Инсбрук сумела охладить в вакууме три атома цезия до миллионных долей градуса – почти до абсолютного нуля. При таких температурах практически не проявляется тепловое движение атомов и сильно сказываются квантовые эффекты.

Цезий –

щелочной металл, атомный номер 55. Металл плавится уже при 28˚С и самовоспламеняется на воздухе. Атом цезия применяется в эталонных атомных сверхточных часах

В новом состоянии вещества любые два из трех атомов цезия на близких расстояниях отталкиваются. «Но когда вы собираете три атома вместе, они соединяются вместе и образуют новое состояние», – говорит Чэн Чинь. По словам ученых, атомы становятся тремя мушкетерами: один за всех и все за одного.

Атомы в новом состоянии ведут себя как кольца Борромео – три кольца, продетые друг в друга. «Эти кольца символизируют сплетенность наших объектов. Перемещая один, вы перемещаете другие два. А если исключите один объект из системы, вся система распадется, – говорит Чинь. – Есть что-то магическое в числе три».

Существование нового состояния вещества предсказал еще в 1970 году советский ученый Виталий Ефимов (ныне – профессор Вашингтонского университета).

После публикации работы тогда еще кандидата наук в Physical Letters это гипотетическое состояние вещества получило название по первооткрывателю – состояние Ефимова.

Инсбрукский эксперимент ставился на атомах цезия, но теория Ефимова утверждает, что подобный эффект может наблюдаться в аналогичных условиях и для других атомов.

Как говорят ученые, их работа может привести к новому направлению в физике – изучению свойств систем нескольких взаимосвязанных частиц.

До сих пор ученые далеки от понимания квантовых свойств систем, состоящих из небольшого количества частиц. Раньше ученые работали с системами из двух или из многих частиц.

Физики говорят, что им удалось достичь полного квантового контроля над системой, преобразовывая атомы в состояние Ефимова и обратно. «Так называемый квантовый контроль над фундаментальными свойствами вещества кажется теперь достижимым», – говорит Чинь.

Нанотехнологии сейчас комбинируют отдельные атомы и получают новые интересные свойства, «но они не меняют фундаментальных взаимодействий между атомами», – добавляет ученый из Чикаго. Чинь считает, что им впервые удалось достичь возможности манипулировать характером межатомных взаимодействий, однако он пока не знает, как аналогичных результатов можно достичь при более высоких температурах.

Отметим, что в 1999 году ученые из Стэнфордского университета пытались получить состояние Ефимова, однако достигнутая ими температура в одну миллионную долю градуса Кельвина оказалась слишком высокой. Для «трех мушкетеров» 1/100000K – это слишком жарко.