Ein internationales Forscherteam hat einen Quantensimulator entwickelt, der Ytterbiumatome nutzt
Physiker nutzten Laser zur KühlungFermionen, Ytterbiumatome, auf etwa ein Milliardstel Grad vom absoluten Nullpunkt. Das sei etwa 3 Milliarden Mal kälter als der interstellare Raum, der noch immer durch das Nachglühen des Urknalls erwärmt wird, erklären die Wissenschaftler. Mit dieser Abkühlung beginnen die Atome, quantenmechanische Eigenschaften zu zeigen.
Sofern nicht gerade eine außerirdische Zivilisation ähnliche Experimente durchführt, produziert dieses Experiment jedes Mal, wenn es an der Universität Kyoto durchgeführt wird, die kältesten Fermionen im Universum.
Caden Hazzard, Co-Autor der Studie an der Rice University
Die Forscher verwendeten optische Gitter −Einfangen von Atomen durch Laserstrahlinterferenz - um das Hubbard-Quantenmodell zu simulieren. Es ist erforderlich, das magnetische und supraleitende Verhalten von Materialien zu untersuchen, insbesondere von Materialien, in denen Wechselwirkungen zwischen Elektronen kollektives Verhalten verursachen.
Künstlerische Darstellung von Hubbards Modell der ultrakalten Atome. Bild: Ella Maru Studio, mit freundlicher Genehmigung von K. Hazzard, Rice University
Physiker haben die Möglichkeit gezeigtgleichzeitig bis zu 300.000 einzelne Atome im dreidimensionalen Gitter von Hubbards SU(6)-Modell halten. Gleichzeitig sei die Quantenmodellierung des Verhaltens von sogar 12 Atomen in einem solchen Modell außerhalb der Reichweite der leistungsstärksten Supercomputer, erklären die Wissenschaftler. Die einzigartige Kühlung, die durch die Symmetrie des Systems erreicht wird, macht es möglich, das zu beobachten, was nicht berechnet werden kann.
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