ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА: ВПЕРВЫЕ В ИСТОРИИ

Существование слабых сил взаимодействия атомов и молекул, названных в честь открывшего их в 1869 году Яна Дидерика Ван-дер-Ваальса, проявляется в свойствах многих веществ. Эти силы, например, отвечают за существование жидкого и твердого агрегатных состояний благородных газов. Известно, что именно благодаря им гекконы способны удерживаться на скользких поверхностях. Из-за слабости сил Ван-дер-Ваальса, действующих между близко расположенными атомами, ученые до последнего времени не могли измерить их непосредственно.

В своих экспериментах команда из НЦНИ использовала ридберговские атомы. Такие атомы, электроны которых находятся в высоковозбужденном состоянии, имеют гигантские (по атомным меркам) диаметры.

Пара атомов удерживалась в оптических ловушках с помощью двух лазеров. Излучение третьего лазера использовалось для возбуждения колебаний между ридберговским и основным состояниями атомов. При больших расстояниях между атомами эти колебания происходили независимо, а при малых их характер резко менялся из-за эффекта так называемой дипольной блокады ридберговских атомов. В промежуточном интервале расстояний наблюдалась частичная блокада – состояния обоих атомов совершали коллективные когерентные колебания.

По частоте этих колебаний ученые смогли определить энергию Ван-дер-Ваальсова взаимодействия атомов, которая, как и предсказывала теория, оказалась обратно пропорциональной шестой степени расстояния между ними.

Примененная в эксперименте технология, позволяющая получить когерентные колебания в системе из двух атомов, может быть использована для создания логических элементов квантовых компьютеров.

По сообщению PhysOrg
10-07-2013г.

Архив новостей

Архив сообщений о новых публикациях