Екатерина Шульман
о новой роли
российского парламента

Маятник Ньютона поколебал ученых

Физики из университета Пенн-Стейт создали модель одномерного газа

Алексей Паевский 15.04.2006, 17:25

Физики из университета Пенн-Стейт создали модель одномерного газа. К их удивлению, даже после длительного времени теплового равновесия не наступало — атомы сохраняли начальные амплитуды колебаний. Правда, газа в их опытах было немного — только 150 атомов, а его температура составила всего миллиардную долю градуса Кельвина.

В пятницу физики из университета Пенн-Стейт обнародовали результаты экспериментов по созданию одномерного газа. Как сообщает Science Daily, даже после длительного времени теплового равновесия не наступало.

Хорошо известно, что тепловые столкновения между частицами в двух или трех измерениях быстро приводят к гомогенизированному состоянию теплового равновесия. Американские ученые решили проверить и самый простой случай — движения небольшого количества атомов в одном измерении.

Профессор Дэвид Вейсс с сотрудниками создал квантовый вариант «Маятника Ньютона» — игрушки, в которой пять стальных шариков ритмично ударяются друг о друга.

Ученые при помощи интерферирующих лазерных лучей создали тысячи «трубок»-ловушек. В каждую трубку, созданную лазерным лучом, помещалось приблизительно 150 атомов. В этой трубке они могли двигаться только в одном измерении.
Затем атомы лазером же охлаждались до миллиардных долей градуса по шкале Кельвина, а затем лазером половине атомов придавали один импульс, а половине — противоположный.

К удивлению ученых, даже после 10 000 столкновений каждый атом колебался с исходной амплитудой.

«Нельзя сказать, чтобы мы остановили время, — говорит Вейсс, — но близко к тому».

По мнению Вейсса, теоретикам еще предстоит объяснить этот эффект. «Обычно эксперименты «подтягиваются» к теории. Теперь теории придется следовать за экспериментом. Это прекрасный пример механизмов научной работы», — резюмирует Вейсс.

«Наш маятник Ньютона почти совсем как классический. Но есть и отличия: он гораздо более точно одноразмерный, вместо пяти шариков — сотни, и к тому же эта игрушка — квантовая», — говорит Вейсс. «К тому же наш маятник вы не сможете заказать в интернет-магазине», — шутит физик.

Соавторами исследования профессора стали Тошия Киношита и Тревор Венгер. Работа ученых опубликована 13 апреля 2006 года в журнале Nature. Как пишут в статье ученые, дальнейшие работы по этой теме могут сильно продвинуть развитие средств коммуникации и навигационных устройств. Осталось только объяснить, почему в одномерном газе колебания не затухают.