
物理學家透露,只有七個量子粒子可以表現得好像在數十億人群中。
在較大的尺度上,物質經歷了變化,稱為相變,例如(例如)水變成一個堅硬的(冰)或蒸氣(蒸汽)。科學家習慣於在大量分子中看到這種行為,但從未如此小的簇中看到這種行為。
在一項新研究中今天詳細(9月10日)在《自然物理學》雜誌中,研究人員目睹了僅由七個光顆粒或光子組成的系統中的這些相變Bose-Einstein冷凝物(BEC)。這就是物理狀態,可以在超低溫度下達到的物理狀態,其中顆粒開始融合在一起並齊聲行動。
由於光子是光包,因此它們是由能量製成的,無關緊要,這使得它們經歷了相位過渡的想法奇怪。但是早在2010年,一組德國研究人員顯示就像他們的物質粒子表親一樣,可以誘使光顆粒表現得像BEC一樣。
為了捕獲光子,那些研究人員建造了一個小的鏡像室,並用彩色染料填充。當光顆粒撞入染料顆粒中時,染料顆粒會吸收它們並重新發射它們,因此光子花費了更長的時間才能通過腔室移動 - 有效地減慢了它們。當光子撞擊腔室的鏡面牆時,光子會反彈而不會被吸收或逃脫。因此,會議廳實際上是一個空間,研究人員可以使光子遲鈍,並將其放在近距離的空間中。物理學家發現,在這種情況下,光子將彼此相互作用,並表現出可以識別為BEC的行為。
在最近的實驗中,研究人員想找出發生這種情況所需的最小光子數量。他們使用微調激光器一次將光子泵入類似的染料式鏡子陷阱,並觀察到混合物以找出何時出現BEC。他們發現平均只有七個光子後,光子形成了一個BEC - 它們開始像一個粒子一樣起作用。對於相變所需的粒子計數,這是一個新的低欄。 [自然界中最酷的小顆粒這是給出的
倫敦帝國學院的物理學家羅伯特·尼曼(Robert Nyman)在一家中說:“現在已經確認'階段過渡'在如此小的系統中仍然是一個有用的概念,我們可以以在較大系統中無法實現的方式探索財產。”陳述。
研究人員指出,涉及較大粒子組的微型BEC和相變之間存在一些差異。當冰越過其熔點時,它似乎立即從固體變為液體形式,而沒有任何內部階段。對於大多數化學物質的大多數相變而言,情況也是如此。研究人員在聲明中說,但是七個光的BEC似乎更逐漸形成,而不是一次。
儘管如此,他們在論文中寫道,光子相的過渡表明,即使在很小的尺度下,相位過渡也非常像在較大尺度上常見的情況。物理學一直是物理學,一直以下。
最初出版現場科學。