«Ми можемо бачити окремі атоми в цих цікавих хмарах атомів і те, що вони роблять по відношенню один до одного, що дуже красиво», — каже Мартін Цверляйн, професор фізики імені Томаса А. Франка в MIT. У новаторському досягненні вчені MIT у США успішно зробили перші в історії знімки окремих атомів, які вільно взаємодіють у просторі. Ця віха розкриває невловимі квантові ефекти, які керують їхньою поведінкою, підтверджуючи десятиліття теоретичних передбачень.
Дослідники розробили унікальну техніку короткочасного утримання атомів за допомогою решітки світла. Це дозволило їм сфотографувати небачені раніше взаємодії між бозонами та ферміонами. Зображення показують, як бозони збираються у хвилеподібні утворення, а ферміони утворюють пари, механізми, пов’язані з надпровідністю.
Опубліковані в Physical Review Letters 5 травня 2025 року, ці висновки пропонують потужний новий спосіб спостереження квантових явищ у реальному просторі. Техніка мікроскопії з атомною роздільною здатністю команди передбачає утримання атомів у пастці лазерного променя, потім заморожування їх світловою решіткою перед освітленням і фіксацією їх положень.
Команда успішно отримала зображення хмар різних атомів, зафіксувавши, як бозони збираються у хвилі, а ферміони утворюють пари. Це утворення пар є ключовим процесом, залученим до надпровідності. У майбутньому команда застосує свою техніку візуалізації для візуалізації більш екзотичних і менш зрозумілих явищ, таких як «квантова фізика Холла».