Neviditeľnosť na dosah. Prelomový kvantový efekt dáva hmote špeciálne vlastnosti

Vedci zo slávneho Massachusettského inštitútu technológie (MIT) dokázali reprodukovať výnimočný kvantový efekt, ktorý predpovedali už niekoľko desaťročí. Hmote dokáže dať neviditeľnosť, dosiahnuť ho však nie je vôbec tak jednoduché, píše SciTechDaily.

Lasery a Pauliho blokovanie

Metóda, ktorú tím vedcov využil na dosiahnutie tohto fenoménu, opäť zahŕňa lasery podobne, ako v prípade novej metódy tvorby antihmoty. Pomocou nich stlačili a ochladili lítiový plyn na extrémne nízku teplotu, vďaka čomu začal tento plyn rozptyľovať oveľa menej svetla, vysvetľujú odborníci vo svojej tlačovej správe.

Tento špeciálny fenomén sa nazýva Pauliho blokovanie, ktoré vychádza z Pauliho vylučovacieho princípu. Ten ako prvý formuloval v roku 1925 rakúsky fyzik Wolfgang Pauli.

kjpargeter/freepik

Podľa jeho princípu pre všetky fermiónové častice, teda protóny, neutróny a elektróny, platí, že nesmú existovať dve častice s rovnakým kvantovým stavom v rovnakom priestore. Vďaka tomuto pravidlu, vysvetľuje SPACE, naše chodidlá len tak neprepadnú hmotou, na ktorej stojíme.

Neviditeľnosť hmoty na dosah?

„Čo sme pozorovali je veľmi špeciálna a jednoduchá forma Pauliho blokovania, ktoré zabraňuje atómu robiť to, čo prirodzenie robia všetky atómy – rozptyľovať svetlo,“ vysvetľuje jeden z autorov štúdie, Wolfgang Ketterle.

Tím zároveň dodáva, že ak dokážu lítiový plyn ochladiť na teploty ešte bližšie k absolútnej nule, teda -273,15 °C, stane sa úplne neviditeľným. Pri ochladení plynu totiž atómy stratia energiu a vytvoria hmotu, ktorá sa tiež nazýva Fermiho more. Častice sú v takomto stave neschopné preskočiť do vyššej alebo nižšej energetickej úrovne.

Christian Sanner/Ye labs/JILA

Častice sú naukladané vo vrstvách a ak ich zasiahne fotón, nemajú kam ísť a teda viac neinteragujú so svetlom. Svetlo tak cez takúto hmotu jednoducho prejde. A ak hmota nerozptyľuje či neodráža svetlo, je prakticky neviditeľná.

Je to extrémne náročné

Ako však dodávajú odborníci, dostať hmotu na tak nízke teploty je neskutočné náročné aj za pomoci špičkových laserov, ktoré vedci používajú aj na ochladzovanie antihmoty. Lasery nastavili tak, aby lúče narážali len do atómov, ktoré sa pohybujú naproti nim. Vďaka tomu ich postupne spomaľovali a teda aj ochladzovali.

Teplota, ktorú dosiahli, bola len 20 mikrokelvinov nad absolútnou nulou a následne použili ďalší laser, ktorým mračno lítiového plynu stlačili na extrémnu hustotu – až 1 kvadrilión atómov (jednotka a 15 núl) na cm³.

Nature/Google

Nakoniec mračno presvietili tretím laserom, ktorý špecificky nastavili tak, aby nemal vplyv na teplotu a hustotu lítiového plynu. Výskumníci si myslia, že keď konečne dosiahli tento míľnik, môžu ho použiť na vývoj materiálu, ktoré utlmujú svetlo. Ten má zásadne pomôcť kvantovým počítačom, ktoré robia obrovské pokroky, avšak trpia stratou informácií vplyvom svetla.

Čítajte viac z kategórie: Novinky