Eksperci powiązani z Chińską Akademią Nauk piszą o kulisach zorganizowanych eksperymentów na łamach Nature Physics. O co w ogóle chodzi? O stan kwantowy, w którym dwa składniki przemieszczają się w przeciwnych kierunkach z idealną korelacją. Jednocześnie pozostają w stanie nadciekłym, czyli są pozbawione lepkości, a mimo to tworzony przez nie układ jest nieruchomy i nieściśliwy.
Czytaj też: Niebywała wierność obliczeń kwantowych. Nowy rezultat jest bliski ideału!
Przeciwprądowa nadciekłość to nie tylko sukces teoretyczny, ale również potencjał praktycznego wykorzystania ostatnich postępów. Mówimy bowiem o narzędziu, które mogłoby zostać użyte w badaniach poświęconych symulowaniu złożonych układów kwantowych w skrajnie niskich temperaturach. To z kolei powinno utorować drogę do odkrywania nowych kwantowych stanów skupienia czy poznawania sekretów spinu.
I choć pod względem teoretycznym przeciwprądowa nadciekłość była znana od lat, to fizycy mieli ogromny problem z jej obserwacją w układzie eksperymentalnym. Na drodze do sukcesu stało kilka problemów, dlatego przełom, do którego wreszcie doszło, jest szczególnie cenny. Wśród komplikacji, z jakimi musieli się zmierzyć, autorzy ostatnich badań wymieniają zmiany temperatury czy utrzymanie stanu pozbawionego defektów.
Prowadzone przez chińskich naukowców eksperymenty doprowadziły niedawno do osiągnięcia nadciekłości przeciwprądowej. Ich dokonania powinny przynieść praktyczne korzyści w kolejnych badaniach
Ostatecznie członkowie zespołu badawczego dopięli jednak swego. Do stworzenia eksperymentalnego układu użyli schłodzonych do skrajnie niskich temperatur atomów rubidu-87 o dwóch różnych stanach spinowych. Później zostały one poddane działaniu wiązki lasera w formie siatki, za sprawą której atomy zostały uwięzione w określonych pozycjach.
Efekt tych wysiłków? Stworzenie spinowego izolatora Motta. Takowy, choć powinien przewodzić prąd, to wcale tego nie robi, gdyż zachodzą w nim silne oddziaływania między spinami, co przekłada się na odebranie elektronom możliwości swobodnego poruszania się. Dalsze działania naukowców z Chin doprowadziły do sytuacji, w której dwa typy atomów poruszały się w przeciwnych kierunkach, utrzymując jednocześnie idealną równowagę.
Czytaj też: W Chinach powstał pierwszy taki pociąg na świecie. Składa się z włókna węglowego
Tak właśnie wystąpiła przeciwprądowa nadciekłość, którą potwierdzono później za sprawą obrazowania ukazującego pojedyncze atomy. Mając na uwadze ważne zastosowania, które pojawiły się po odkryciu nadciekłości niemal sto lat temu, przeciwprądowa nadciekłość również powinna przynieść szereg praktycznych korzyści.