Ученые превратили воду в лед в квантовой сфере

Ученые заметили, что они могут менять динамические фазы атомов, то есть их поведение. Это происходит внезапно и напоминает фазовые переходы, наблюдаемые как вода, превращающаяся в лед. Но в отличие от льда в морозильной камере, эти фазы не существуют в постоянном покое. Они постоянно перемещаются и с течением времени изменяются.

Исследователи воспользовались слабыми взаимодействиями, происходящими между нейтральными атомами в ограниченном пространстве. Они охладили газ, состоящий из нейтральных атомов калия, до доли градуса ниже абсолютного нуля, и настроили атомы так, чтобы их «спины» указывали в одном направлении, а потом так, чтобы их степень взаимодействия друг с другом изменилась.

Сначала ученые провели эксперимент, используя один вид магнитного поля, и атомы вели себя одним образом, а позже провели эксперимент с другим магнитным полем, и атомы вели себя совершенно иначе. В первом случае, когда атомы почти не взаимодействовали, частицы попали в хаос. Атомы стали вращаться с собственной скоростью и двигались в разных направлениях. А когда группа увеличила силу взаимодействия между атомами, их вращения стали синхронизированными. В конце концов, исследователи смогли поддерживать эти фазы только в течение примерно 0,2 секунд.