Фізики змогли виявити раніше невідомий фазовий перехід в оптичному конденсаті Бозе-Ейнштейна - так звану переуплотнену фазу.
Фізики створили конденсат Бозе-Ейнштейна з фотонів і знайшли в ньому нову фазу, яка виникає через ефекти взаємодії частинок з дзеркалами
Конденсат Бозе-Ейнштейна - це фізична система, яка сущесвує тільки при дуже низьких температурах. Частинки в цій системі знаходяться переважно в одному і тому ж квантово-механічному стані, що робить їх енергії та інші фізичні характеристики однаковими. Іншими словами, частинки в такій системі поводяться як одна гігантська «суперчастинка». Такий стан можна описати однією хвильовою функцією.
У 2010 році фізикам вперше вдалося створити конденсат Бозе-Ейнштейна з фотонів. Для цього вчені ловили частинки світла в резонаторі, що складається з двох криволінійних дзеркал, розташованих на відстані трохи більше мікрометра один від одного, які відображають швидкий обертовий промінь світла. Простір між ними було заповнено розчином барвника для охолодження - зменшення енергії - фотонів. Молекули барвника поглинають фотони, а потім перевипромінюють їх. При цьому частинки, що утворилися, мають меншу енергію.
У новому дослідженні вчені змогли виявити в такій системі новий фазовий перехід. Автори спостерігали, як завдяки напівпрозорим дзеркалам фотони починають «губитися» і мінятися місцями, збільшуючи нерівність системи, в результаті чого в конденсаті починаються коливання температури. У підсумку виникає перехід між такою коливальною фазою і фазою згасання, затухання в даному випадку означає зменшення амплітуди вібрації системи.
Дослідники планують використовувати результати своєї роботи в якості основи для подальших досліджень з пошуку нових фотонних станів в конденсатах з безлічі пов'язаних частинок. Вчені припускають, що відкриття може знайти застосування в технологіях квантового зв'язку.
Дослідження опубліковано в журналі Science.