Исследования

Создана первая в стране установка по приготовлению вырожденных ферми- и бозе-газов нейтральных частиц; впервые в мире приготовлен 2-мерный ферми-газ атомов и впервые исследовано его основное состояние. Благодаря управлению силой межчастичных взаимодействий газ атомов плавно перестраивался от состояния ферми-жидкости до состояния бозе-эйнштейновского конденсата двухатомных молекул, оставаясь при этом сильно вырожденным.

Популярно об ультрахолоде

Физическая шкала температуры — шкала Кельвина — отсчитывается от абсолютного нуля, который равен минус 273 градуса по шкале Цельсия. Один градус по шкале Кельвина равен одному градусу по шкале Цельсия.

Температура в физике — это мера движения частиц вещества, поэтому охладить атомы значит затормозить их. Абсолютный холод или, по-другому, абсолютный ноль температуры соответствует неподвижным атомам вещества. В нашей лаборатории мы приближаемся почти вплотную к абсолютному нулю, не доходя до него всего лишь 1/100000000 доли градуса.

Ультрахолодный газ атомов приготавливается методами лазерного охлаждения. Процедура охлаждения состоит из нескольких этапов с применением различных принципов охлаждения и излучения лазеров с разной длиной волны. Температуры, достижимые с помощью лазеров в газе атомов, на данном этапе развития технологий невозможно достичь никакими другими методами. Это наиболее холодное вещество в нашем мире.

Где находят применение ультрахолодные газы?

  • Сверхточные измерения и приборы, например, сверхточные часы (стандарты частоты), высокостабильные гироскопы.
  • Исследования состояний квантовых газов, аналогичных по свойствам к изучаемым в физике конденсированного состояния вещества.
  • Создание систем близких по свойствам к материи в экстремальных состояниях, таких как материя на нейтронных звёздах и кварк-глюонная плазма, а также создание квантовых многочастичных систем в совершенно новых состояниях.
  • Квантовые вычисления.

События

  • Ноябрь 2016 г.

    В журнале Metrologia вышла статья, в которой предложен и реализован первичный вакуометр для давлений < 10-5 Па на основе ультрахолодного газа атомов, пленённых в мелкой оптической дипольной ловушке. Ранее первичные вакуометры позволяли измерять давления 10-1 Па и выше, а меньшие давления измерялись лишь вторичными датчиками, требующими калибровки.

  • Июнь 2016 г.

    В журнале Physical Review A опубликована работа об измерениях профилей давления в неоднородных облаках 2-мерного ферми-газа атомов. В работе результаты измерений сравниваются с различными теориями двумерных ферми-систем.

  • Февраль 2016 г.

    В журнале Успехи физических наук вышла статья «Плавный переход от ферми-жидкости к бозе-конденсату в эксперименте с двумерным ультрахолодным газом». В статье описаны результаты нашей работы с 2-мерным ферми-газом атомов, в котором при управлении силой межчастичных -взаимодействий осуществляется плавный переход системы между бозонным и фермионным пределами. Свидетельства такого перехода обнаружены при наблюдении давления и интерференции. Давление Ферми свидетельствует о фермионном характере системы, а интерференция — о возникновении параметра порядка и конденсации двухатомных молекул-бозонов.

  • 17 апреля 2015 г. — защита кандидатской диссертации Василия Борисовича Махалова

    Название работы: «Приготовление и диагностика двумерного ферми-газа атомов». Защита прошла в Институте лазерной физики.

  • Январь 2014 г.

    В журнале Physical Review Letters с пометкой «Редактор рекомендует» вышла статья про измерение давления в основном состояния ферми-газа атомов и бозе-газа молекул. Репортаж о статье в журнале Physics.

  • 31 мая 2012 г. — защита докторской диссертации Андрея Вадимовича Турлапова

    Название работы: «Экспериментальное исследование ультрахолодного газа ферми-атомов». Защита прошла в Курчатовском институте.

  • Июль 2010 г. — приготовлен первый в мире 2-мерный ферми-газ атомов

    Посвящённая этому результату работа опубликована в журнале Physical Review Letters с пометкой «Редактор рекомендует». Репортаж о статье в журнале Science.