Долгоживущую ультрахолодную плазму для квантовых симуляторов создали в России

9 апреля 2024

Ученые в области физики из России разработали метод, позволяющий получать из облаков атомов кальция долгоживущую ультрахолодную плазму, охлажденную почти до абсолютного нуля. По информации, которую предоставила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ), плазма улучшит работу ионных микроскопов высокого разрешения, а также позволит создавать квантовые симуляторы для изучения ее поведения в различных физических системах.

«Созданная нами ультрахолодная плазма впервые имеет бесконечный срок жизни за счет непрерывного захвата охлажденных атомов и их ионизации лазером. Ранее ученые использовали ионизацию холодных атомов коротким лазерным импульсом, из-за чего плазма существовала непродолжительное время», — сообщил Борис Зеленер — заведующий лабораторией Лазерного охлаждения и ультрахолодной плазмы Объединенного института высоких температур РАН (Москва), его слова приводит пресс-служба РНФ.

Согласно словам Бориса Зеленера, создание этой технологии позволяет российским физикам изучать свойства и процессы внутри так называемой стационарной ультрахолодной плазмы, аналоги которой могут возникать во время различных астрофизических процессов в космосе. Также ее можно использовать в разных природных средах и в качестве основы для квантового симулятора, аналогового квантового компьютера, способного просчитывать поведение горячей плазмы в термоядерных реакторах.

Ультрахолодная плазма, как и ее более высокотемпературные аналоги, как поясняют специалисты, представляет собой особую форму материи, которая содержит в себе большое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Физики обнаружили еще на рубеже веков, что плазму можно получать не только при сильном нагреве различных газов, но и если облучить материю при помощи особо сконфигурированных импульсов лазерного излучения, при температуре близкой к абсолютному нулю. 

Массу практических применений имеет утрахолодная плазма, которые ограничиваются тем, что эта форма материи остается стабильной очень ограниченное время, порядка тысячных долей секунды. Ученые из России выяснили, что если поместить облако из охлажденных атомов в специальную магнитно-оптическую ловушку и облучать их вспышками двух типов лазера, вырабатывающих лучи синего и фиолетового цветов, то время время жизни плазмы можно продлить практически на бесконечность.

Опыты, которые проводили специалисты в области физики, показали, что прототип созданной ими установки был способен вырабатывать непрерывный поток холодных ионов и электронов и поддерживать существование плазмы при температуре в минус 271 градус Цельсия, что всего на два градуса выше абсолютного нуля. Как подытожили ученые, данное обстоятельство позволяет использовать ее для проведения большого числа физических и астрофизических опытов со стационарной ультрахолодной плазмой.


Последние новости

19.06.2025

Число участников основного дня основного периода ЕГЭ по физике в 2025 году превысило 94 тысячи человек. По сравнению с прошлым годом число участников возросло на 16 %, таким образом, экзамен в 2025 году сдавали на 13 тысяч участников больше.


03.06.2025

Число бюджетных мест в российских вузах на IT-специальности за последние пять лет было увеличено в 2,5 раза, а более 230 тысяч студентов получили квалификацию по IT-профилю. Об этом сообщил вице-премьер — руководитель аппарата правительства РФ Д. Григоренко в ходе церемонии награждения победителей и призеров международной IT-олимпиады. 


02.06.2025

Республики Башкортостан и Татарстан, а также город Москва в 2025 году получат дополнительное финансирование на компенсацию затрат, связанных с реализацией проектов по развитию индустриальных парков и технопарков.


28.05.2025

Работодатели на портале «Работа России» разместили почти 12 тысяч предложений о целевом обучении на новый учебный год. Прием заявок от компаний стартовал 10 мая, для отклика предложения будут доступны выпускникам после старта приемной кампании в июне, сообщил журналистам глава Минтруда Антон Котяков. Сбор заявок от работодателей продлится до 10 июня.


26.05.2025

Страны БРИКС представят в Бразилии свои разработки в качестве ключевых участников международного фестиваля «Наука 0+» (Nauka 0+), который пройдет в Рио-де-Жанейро в дни саммита объединения. Об этом сообщил проректор МГУ им. М. В. Ломоносова, руководитель дирекции фестиваля Леонид Гусев. Руководитель дирекции фестиваля напомнил, что в юбилейный год мероприятие должно пройти в 10 странах.