Конденсат Бозе-Эйнштейна: в пластике и при комнатной температуре!

Конденсат Бозе-Эйнштейна это особое квантовое макроскопическое состояние материи, возникающее при охлаждении разреженного газа частиц (бозонов) почти до абсолютного нуля. Это явление, названное в честь предсказавших его в середине 1920-х годов ученых Сатиендраната Бозе (Satyendranath Bose) и Альберта Эйнштейна, впервые было экспериментально реализовано в 1955 г.

В статье, появившейся вчера в журнале Nature Materials, физики из IBM Research сообщили об успешном воспроизведении такого состояния при комнатной температуре, с использованием тонкой некристаллической полимерной пленки, разработанной химиками из Университета Вупперталя (Германия). Этот люминесцентный пластик аналогичен материалам, применяемым в дисплеях многих современных смартфонов.

В эксперименте, полимерная пленка толщиной приблизительно 35 нм размещалась между двумя зеркалами и возбуждалась лазерным лучом. Бозонные частицы создавались в результате взаимодействия полимера со светом, циркулирующим между двумя зеркалами. Само состояние КБЭ длилось всего несколько пикосекунд, но ученые полагают, что этого вполне достаточно для генерирования бозонами лазероподобного излучения и/или функционирования в качестве коммутатора будущих оптических межсоединений.

«Возможность получения КБЭ не в сверхчистых кристаллах, а в полимерной пленке превзошла наши самые смелые ожидании, — заметил доктор Тило Стоферле (Thilo Stoferle) из IBM Research. — Это и в самом деле прекрасная иллюстрация квантовой механики, позволяющая непосредственно наблюдать квантовый мир в макроскопическом масштабе».

Открытие ученых IBM имеет потенциальные приложения для разработки новых оптоэлектронных устройств и сверхпроизводительных оптических коммутаторов — ответственных компонентов будущих компьютерных систем, наподобие тех, что предусмотрены реализуемой IBM амбициозной программой датацентричных экзабайтных вычислений. Использование полимерных материалов и возможность работы при комнатной температуре обещают существенный выигрыш с точки зрения удобства практического воплощения и стоимости таких проектов.

На следующем этапе исследований предполагается продолжить изучение свойств этого необычного феномена и методов управления им, а также оценить перспективы его применения, в частности, для задач аналогового квантового моделирования сложных научных явлений, таких как сверхпроводимость.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI