Странен квантов ефект, който беше предсказан преди десетилетия, най-накрая беше демонстриран: ако газов облак се направи достатъчно хладен и плътен, той може да стане невидим. Този странен ефект е първият конкретен пример за квантовомеханичен процес, известен като Блокада на Паули.
Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) използваха лазери за компресиране и охлаждане на литиевия газ до достатъчно ниски температури, за да разпръска по-малко светлина. Като охлаждат облака по-близо до абсолютната нула (-273,15 градуса по Целзий), той става напълно невидим. Резултатите бяха публикувани в четвъртък в списанието Science.
"Това, което наблюдавахме, е много специална и проста форма на Блокада на Паули, която се състои в предотвратяване атома да прави това, което всички атоми биха направили естествено: разсейване на светлина", каза в изявление водещият автор на изследването. Волфганг Кетерле, MIT професор по физика. „Това е първото ясно наблюдение, че този ефект съществува и показва ново явление във физиката", добави той.
Блокадата на Паули идва от принципа на изключване, формулиран за първи път от известния австрийски физик Волфганг Паули през 1925 г. Той твърди, че всички частици, наречени фермиони (като протони, неутрони и електрони) с едно и също квантово състояние, не могат да съществуват в едно и също пространство. Без принципа на изключване всички атоми биха се сринали заедно, като изригнат в огромно освобождаване на енергия.
Докато атомите се охлаждат, те губят енергия, запълвайки всички най-ниски налични състояния и образувайки вид материя, наречена море на Ферми. Частиците са заключени една в друга, не могат да отидат на други енергийни нива. В този момент те се натрупват в меле и няма къде да отидат, ако бъдат ударени. Те са толкова подредени, че частиците вече не могат да взаимодействат със светлината. Следователно светлината, която се изпраща вътре, се съобразява с Блокадата на Паули и просто ще премине, обясняват изследователите.
Според проучването е сложно да се получи атомен облак, за да достигне това състояние. Не само се нуждаем от невероятно ниски температури, но също така трябва атомите да бъдат притиснати, за постигане на високи плътности.
Сега, когато изследователите най-накрая демонстрираха блокиращия ефект на Паули, те биха могли да го използват за разработване на материали, които потискат светлината, за да предотвратят загубата на информация в квантовите компютри.
