Вопреки привычным представлениям, что постоянное внешнее воздействие разогревает систему, они показали: в микромире это правило может нарушаться. Работа опубликована в журнале Science.
По сути, ученые создали одномерный квантовый флюид из сильно взаимодействующих атомов, охлажденных до нескольких градусов выше абсолютного нуля, и подвергли его периодическому "пинанию" лазерной решеткой.
"Классические ожидания подсказывали, что атомы должны постепенно накапливать энергию и разогреваться. Однако после короткого начального этапа их распределение по импульсам "замерло", а кинетическая энергия перестала расти. Система перешла в состояние так называемой многотельной динамической локализации – когда квантовая когерентность и запутанность препятствуют тепловому равновесию и диффузии даже при сильном внешнем воздействии", – говорится в публикации.
Эксперимент показал и хрупкость этого эффекта: стоило внести небольшую случайность в последовательность "пинков", локализация исчезала, а система начинала быстро поглощать энергию. Это подтверждает, что сохранение квантовой когерентности критично для предотвращения нагрева в таких условиях.
По словам авторов, понимание механизмов, которые позволяют квантовым системам избегать термализации, важно не только для фундаментальной физики, но и для создания квантовых симуляторов и компьютеров, где неконтролируемое нагревание и декогеренция остаются серьезными проблемами.
Ранее ученые заявили, что в предстоящие годы повышение уровня углекислого газа в верхних слоях атмосферы изменит влияние геомагнитных бурь на Землю. Это может отразиться на работе тысяч орбитальных аппаратов.