Атом представляет собой ядро из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Пространство снаружи от ядра но ниже орбит электронов остается пустым и долгое время ученые не слишком задавались вопросом, можно ли это каким-то образом изменить. В ходе недавнего эксперимента специалисты из Австрии и США доказали, что подобное возможно, поместив одни атомы внутрь других.
фото: pixabay.com
Исследователи охладили атомы стронция до температуры, близкой к абсолютному нулю (она составила около 150 нанокельвинов), что позволило создать Конденсат Бозе — Эйнштейна — форму материи, которая достигается при сверхнизких температурах, при которой квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Затем стронций ионизировали и получили ридберговские атомы, электроны которых вращаются вокруг ядра на увеличенном расстоянии.
После этого внутрь атомов, прошедших соответствующие манипуляции, были помещены «обычные» атомы стронция, и в некоторых случаях их количество достигало 170. При этом «внутренние» атомы, имея нейтральный заряд, практически никак не влияли на движение электронов по орбите, однако сами удерживались внутри.
Специалисты называли полученную ими форму материи ридберговским поляроном и отмечают, что существовать подобные конструкции из атомов могут только при очень низкой температуре.
Исследование было опубликовано в научном издании Physical Review Letters.
В прошлом году сообщалось, что на Международной космической станции учёные планируют получить рекордно низкую температуру. Это, в том числе, позволило бы изучать конденсат Бозе-Эйнштейна в космических условиях.
К слову, абсолютный нуль температуры считается недостижимым даже теоретически. Во-первых, это непосредственно следует из третьего законом термодинамики, а во-вторых, охлаждение системы представляет собой бесконечный «пошаговый» процесс, каждый шаг которого требует больше энергии, чем предыдущий, то есть по мере стремления температуры к нулю затраты энергии должны были бы стремиться к бесконечности.
