Самая холодная частица во Вселенной – бозон. Ученые давно пытаются изучить ее свойства и процессы, происходящие с ней.

Когда частица “бозон Хиггса“ охлаждается почти до абсолютного нуля (-273,15 градусов по Цельсию), они образуют газ. Это изменение состояния известно как конденсат Бозе-Эйнштейна.

Исследователи из Ноттингемского университета создали компьютерную программу, которая показывает, что происходит во время этого процесса. Они надеются, что новые данные помогут при изучении газа и атомных процессов, способствуют продвижению квантовых вычислений и точности измерения.

В связи с прорывом в методах визуализации вскоре можно будет внимательно изучить одни из самых холодных во Вселенной частиц. До сих пор заниматься изучением вопроса о температурах, близких к абсолютному нулю, было сложно, так как энергия света от камер вызывала нагревание.

Физики из Ноттингемского университета впервые создали программу, которая показывает, как ведут себя частицы, при этом не нагреваясь. Когда частицы бозон охлаждаются почти до абсолютного нуля, они превращаются в газ. Исследователи впервые смоделировали, как вещество ведет себя при этом и разработали способ дольше изучать его, не подвергая даже минимальному воздействию тепла.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой новое состояние материи и является краеугольным камнем в квантовой физике. Он, по мнению ученых, сможет повысить точность некоторых детекторов, изучающих вращение, ускорение, гравитацию.

Конденсаты Бозе-Эйнштейна имеют нулевую вязкость. Их образцы были созданы вручную в середине 1990-х годов. Новый способ их визуализации – офф-резонансный свет, энергия лазера отбивается от атомов и не нагревает их. Но это дает ученым очень мало времени для изучения частиц, поэтому сейчас идет работа над созданием еще более совершенных методов визуализации. Теперь ученым легче изучать атомные процессы.

Исследование космоса имеет большое будущее. Например, изучение частиц нейтрино откроет новую эру в астрономии. Эти частицы рождены за пределами Солнечной системы и настолько высокоэнергетичны, что могут пронизать Землю насквозь. Ученым из нейтрино-обсерватории на Южном полюсе удалось “поймать“ эти неуловимые частицы: при столкновении с молекулами воды (то есть со льдом) они издают слабое синее свечение. Уже зафиксировано 28 случаев прохождения нейтрино в толще льда, в которой находится обсерватория.

Источник