IBM демонстрирует квантовый феномен с помощью пластиковой пленки

Специалисты IBM Research впервые в мире продемонстрировали феномен квантовой механики, известный как конденсат Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein condensation, BEC), используя люминесцентный полимер, подобный пластику, используемому в светоизлучающих экранах многих современных смартфонов.

Конденсат Бозе-Эйнштейна — это агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. В сильно охлажденном состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Теоретически эффект был предсказан в 1925 году Альбертом Эйнштейном как следствие из законов квантовой механики на основе работ Шатьендра Ната Бозе (Satyendra Nath Bose). В 1995 году первый бозе-конденсат был получен в Объединенного института лабораторной астрофизики (University of Colorado at Boulder NIST—JILA lab, JILA) (относящемся к Университету штата Колорадо в Боулдере и Национальному институту стандартов США). Для эксперимента Эрик Корнелл (Eric Cornell) и Карл Виман (Carl Wieman) использовали газ из атомов рубидия, охлажденный до 170 нанокельвин (нК).

Специалисты из IBM разместили тонкий полимер (около 35 нм) между двумя зеркалами и осветили систему лазером. Взаимодействие полимера и света привело к появлению бозонных частиц, которые отскакивали от зеркала к зеркалу. Эффект длился всего пару пикосекунд, но по мнению ученых этого достаточно, чтобы использовать бозоны в качестве энергоэффективного источника света для лазеров и (или) высокоскоростных оптических коммутаторов для оптических межсоединений.

Использование полимера и демонстрация феномена при комнатной температуре означает значительные преимущества с точки зрения его практической применимости для создания новых компонентов компьютеров будущего.

Исследования проводились при финансовой поддержке проекта Европейского Союза ICARUS.