Christian Sanner / Ye labs / JILAVeröffentlicht:21. November 2021 17:20 GMT

Der ungewöhnliche Quanteneffekt, der Materie unsichtbar machen kann, erstmals von Wissenschaftlern nachgewiesen

Die Technik könnte verwendet werden, um den Informationsverlust von Quantencomputern zu stoppen.

Technik,-Ein seltsamer Quanteneffekt, der schon vor Jahrzehnten vorhergesagt wurde, wurde endlich nachgewiesen, Wird eine Gaswolke kühl und dicht genug gemacht, kann sie unsichtbar werden. Dieser seltsame Effekt ist das erste konkrete Beispiel für einen quantenmechanischen Prozess, der als Pauli-Schloss bekannt ist .

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) verwendeten Laser, um Lithiumgas zu komprimieren und auf eine ausreichende Dichte und Temperatur abzukühlen, um weniger Licht zu streuen. Durch das Abkühlen der Wolke noch näher an den absoluten Nullpunkt (-273,15 Grad Celsius) wird  sie vollständig unsichtbar . Die Ergebnisse wurden an diesem Donnerstag in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

„Was wir beobachtet haben, ist eine ganz besondere und einfache Form der Pauli-Blockade, die darin besteht, ein Atom daran zu hindern, das zu tun, was alle Atome natürlich tun würden: Licht zu streuen“, sagt der Erstautor der Studie in einer Stellungnahme Wolfgang Ketterle, Professor der Physik am MIT. “Dies ist die erste klare Beobachtung, dass dieser Effekt existiert, und er zeigt ein neues Phänomen in der Physik”, fügte er hinzu.

Der Pauli-Block stammt aus dem Pauli- Ausschlussprinzip , das erstmals 1925 von dem berühmten österreichischen Physiker Wolfgang Pauli formuliert wurde. Er argumentiert, dass alle Teilchen namens Fermionen (wie Protonen, Neutronen und Elektronen) mit demselben Quantenzustand nicht existieren können Platz. Ohne das Ausschlussprinzip würden alle Atome zusammenfallen, während sie in einer enormen Energiefreisetzung ausbrechen.

Unsichtbarkeit der Materie

Wenn Atome abkühlen, verlieren sie Energie, füllen alle niedrigsten verfügbaren Zustände und bilden eine Art Materie, die Fermi-Meer genannt wird . Die Teilchen sind ineinander eingeschlossen und können nicht auf andere Energieniveaus gehen. An diesem Punkt stapeln sie sich im Nahkampf und können nirgendwo hin, wenn sie getroffen werden. Sie sind so gestapelt, dass die Teilchen nicht mehr mit Licht interagieren können. Daher entspricht das Licht, das nach innen gesendet wird, der Pauli-Blockade und wird einfach durchgelassen, erklären  die Forscher.

Laut der Studie ist es komplex, eine Atomwolke dazu zu bringen, diesen Zustand zu erreichen. Es braucht nicht nur unglaublich niedrige Temperaturen, es erfordert auch, dass die Atome gequetscht werden, um Dichten aufzuzeichnen. Nachdem sie sein Gas in einer Atomfalle gefangen hatten, sprengten die Forscher es mit einem Laser. Wie die Theorie vorhersagte, streuten die gekühlten und komprimierten Atome 38 % weniger Licht als diejenigen bei Raumtemperatur, was sie viel schwächer machte.

Nachdem Forscher nun endlich den Pauli-Blockierungseffekt nachgewiesen haben, könnten sie damit Materialien entwickeln, die Licht unterdrücken , um den Informationsverlust in Quantencomputern zu verhindern.

Quelle/rt.com