Bizarre Sowjet-Ära Theorie über neue Zustand der Materie ist eigentlich richtig

Hier ist Ihre Dosis der knifflige Physik für den Tag. Im Jahr 1970 arrangieren ein jungen sowjetischen Physiker Vitaly Efimov vorgeschlagen, ein Trio von ultrakalten Partikel sich in einer "unendlichen Verschachtelung Puppe Konfiguration." Wissenschaftler haben jetzt zwingende Beweise veröffentlicht, dass dieser Zustand der Materie, einmal von den Physikern, entlassen vollständig vorhanden ist.

Wie die meisten von uns waren Physiker selbst verblüfft, als sie hörte, was heißt jetzt Efimov-Zustand genannt. Aber Efimov Mathematik in den viereinhalb Jahrzehnten seit aufgehalten hat, und technologische Fortschritte auch Physiker konnten, die Efimov-Zustand in einem Labor zu erreichen.

Das Gleichgewicht der Kräfte, die auf drei Partikel ermöglicht den Efimov-Zustand. In ihrem Stück für Quanten-Magazinwatet Journalist Natalie Wolochover tapfer in die Quantenmechanik dahinter:

Die Verschachtelung Puppe-Funktion – diskrete Skala Invarianz genannt – entstand aus einer Symmetrie in der Gleichung beschreibt die Kräfte zwischen drei Teilchen. Wenn die Partikel die Gleichung bei einen bestimmten Abstand, Abstand erfüllt dann die gleichen Partikel 22,7 mal weiter auseinander verteilt waren auch eine Lösung. Diese Zahl, genannt "Skalierungsfaktor" entstand aus der Mathematik so unerklärlich wie Pi, das Verhältnis zwischen Umfang und Durchmesser eines Kreises.

"Es ist wie die Schichten einer Zwiebel" [Physikprofessor] Randy Hulet sagte. "Sie sehen Molekülen auf einer Ebene. Schälen Sie die Schicht entfernt, und Sie sehen, dass es ein Molekül es 22,7 Mal kleiner. "Jedes Mal, wenn Sie eine Schicht abschälen, finden Sie ein weiteres Molekül."

Total bizarr, nicht wahr? Nun der Efimov-Zustand geschieht nur bei ultrakalten Temperaturen — wie 10 Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt – wenn allerlei seltsame Dinge passieren, an die Materie. Physiker an der Universität Innsbruck in Österreich konnte im Jahr 2006 drei Cäsium-Atomen supercool, die in der Tat als Efimov vorhergesagt konfiguriert haben. Obwohl nicht beweisen, dass die verrückteste Teil des Efimov Staates, natürlich ist die 22,7 Skalierung Wirkung.

Aber jetzt haben wir es: die gleiche Gruppe von österreichischen Physiker beobachtet eine zweite Efimov Trimer, genau 22,7 mal größer. Zwei andere Gruppen haben auch Efimov Trimere in verschiedenen Größen beobachtet, durch die Substitution eines Lithium-Atoms für eine der drei Cesiums. Nachweis von drei separate Forschungsgruppen ist ziemlich überzeugend.

Efimov-Zustand möglicherweise noch dunkel klingende, aber es zeigt ein Gesetz, wie Moleküle im Universum, ein Gesetz interagieren, die ermöglicht, in Wolochovers Worten, "ein geometrischer Progression der evermore-enorme Trios von Partikeln, überspannt eine theoretisch unendliche nacheinander aus der Quanten-Skala, (wenn die Partikel kalt genug waren) die Größe des Universums und darüber hinaus." Es ist ziemlich kalt, aber auch ziemlich cool. [Physical Review Letters über Quanten-Magazin, wissenschaftlicher Amerikaner]

Top Bild: die Maschine, die Falle und coole ultrakalten Cäsium-Atomen. C. Lackner /Institut für Quantenoptik und Quanteninformation