Znajdź zawartość

Mniejsze systemy mogą symulować większe, gdyż mają takie same właściwości. Większość substancji badanych przez fizyków występuje w tak wielkiej liczbie cząstek, że nie ma różnicy, czy badają oni kroplę wody czy cały basen wypełniony wodą. Nawet bowiem kropla wody zawiera ponad kwadrylion cząstek. Możliwość badania małych systemów składających się z olbrzymiej liczby cząstek pozwala na lepsze rozumienie kolektywnego zachowania się cząstek i przekładania ich zachowania na większe systemy. Na przykład zarówno kropla wody jak i woda w basenie zamarzają przy 0 stopni Celsjusza i gotują się przy 100 stopniach. Naukowcy od dawna zajmują się przejściami fazowymi w substancjach składających się z olbrzymiej liczby cząstek. Naukowcy z Imperial College London, Uniwersytetu w Oxfordzie i Instytut Technologicznego z Karlsruhe postanowili dowiedzieć się, jaki jest najmniejszy system, w do którego stosują się takie same przejścia fazowe, co do systemów składających się z olbrzymiej liczby cząstek. Stworzyli więc systemy składające się z mniej niż 10 fotonów i zaczęli je badać. Właśnie poinformowali, na łamach Nature Physics, że przejście fazowe wciąż zachodzi już w systemie złożonym średnio z 7 cząstek. Eksperyment nie jest podyktowany jedynie ciekawością, ale ma też praktyczne zastosowanie. Badanie właściwości kwantowych cząstek jest tym łatwiejsze, im mniej cząstek badamy. Dzięki niemiecko-brytyjskiemu zespołowi naukowcy będą teraz wiedzieli, że wystarczy stworzyć system z mniej niż 10 cząstek, by móc go badać, a uzyskane wyniki przekładać na większe systemy. Teraz, gdy potwierdziliśmy, że koncepcja przejścia fazowego jest wciąż użyteczna w tak małych systemach, możemy prowadzić badania, których nie da się wykonać w większych systemach. Możemy badać przede wszystkim kwantowe właściwości światła i materii, odpowiadać na pytania, co dzieje się w najmniejszej skali, w której możliwe są przejścia fazowe, mówi główny autor badań, doktor Robert Nyman z Wydziału Fizyki Imperial College London. Zespół Nymana zajmował się badaniem kondensatu Bosego-Einsteina. To stan materii różny od właściwości ciał stałych, cieczy, gazów i plazmy. Okazało się, że do przemiany fazowej kondensatu dochodzi, gdy w systemie znajduje się około 7 cząstek. « powrót do artykułu