Лантаноиды открывают большой потенциал 18 ноября.

В специальном выпуске журнала Nature Physics Франческа Ферлайно и Мэтью Норсия подчеркивают огромный потенциал ультрахолодных квантовых газов, генерируемых лантанидами. Несмотря на свою сложность, они относительно легко доступны для экспериментальных исследований и предлагают широкий спектр возможностей для фундаментальных исследований и приложений.

Спустя четверть века после первого получения конденсатов Бозе-Эйнштейна журнал Nature Physics публикует выпуск, посвященный разработкам в области ультрахолодных квантовых газов и их потенциалу на будущее. Например, в каком направлении будут развиваться атомные микроскопы, оптические пинцеты или новые лазерные ловушки? Какой потенциал кроется в квантовых газах лантаноидов, подробно рассказали Франческа Ферлайно и Мэтью Норсия с кафедры экспериментальной физики Инсбрукского университета и Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской академии наук в обзорной статье, опубликованной в специальном журнале. журнал Проблема. Когда три десятилетия назад началась конденсация ультрахолодного квантового газа, для этой цели были выбраны простые частицы из группы щелочных или щелочноземельных атомов, имеющие всего один или два электрона во внешней оболочке, такие как литий или рубидий. Они были использованы для получения первых конденсатов Бозе-Эйнштейна, которые были отмечены в 2001 году, когда Эрих Корнелл, Вольфганг Кеттерле и Карл Вайман получили Нобелевскую премию по физике.

Десять лет спустя первые исследовательские группы, в том числе группа под руководством Франчески Ферлайно из Университета Инсбрука, начали конденсировать более сложные частицы — лантаноиды. Это серебристые, относительно мягкие и химически активные металлы. Их атомы имеют много электронов во внешней оболочке, а также они магнитны. «На первый взгляд кажется, что это излишне усложняет жизнь, и в то время было неясно, можно ли сконденсировать эти элементы так же, как более простые элементы», — говорит Ферлайно. «Но, как оказалось, после большой работы лантаноиды, и особенно эрбий, оказались удачей: из-за множества способов, которыми они могут поглощать фотоны, тушение на самом деле легче. взаимодействие этих атомов делает возможными совершенно новые виды». Из опыта». Например, в 2012 году команде Франчески Ферлино впервые удалось конденсировать эрбий. С тех пор многие исследовательские группы осознали этот потенциал, и сейчас десятки групп по всему миру работают над ультрахолодными квантовыми газами, содержащими более сложные элементы. В своей обзорной статье, опубликованной в журнале Nature Physics, Ферлайно и Норча представляют свойства лантаноидов и подробно описывают их потенциал для исследований.

Ссылки: