Физики создали идеальный проводник из ультрахолодных атомов

Исследователи из Венского технического университета (TU Wien) продемонстрировали уникальную физическую систему, в которой транспорт энергии и массы не деградирует. В эксперименте они создали ультрахолодный квантовый газ из атомов рубидия, ограниченный движением вдоль одной прямой линии.

Результаты, опубликованные в журнале Science, показывают, что поток остаётся стабильным и неизменным даже после бесчисленных столкновений атомов. Это поведение не соответствует ни обычному баллистическому транспорту, ни диффузионному.

«Изучая атомный ток, мы увидели, что диффузия практически полностью подавлена», — говорит Фредерик Мёллер из Atominstitut при TU Wien. «Газ ведёт себя как идеальный проводник; несмотря на множество столкновений между атомами, такие величины, как масса и энергия, текут свободно, не рассеиваясь в системе».

Учёные объясняют этот эффект аналогией с «кружкой Ньютона» — настольным устройством с рядом подвешенных металлических шаров, где импульс передаётся по цепочке. В атомной системе импульсы при столкновениях не рассеиваются, а просто обмениваются между партнёрами, сохраняясь.

Это открытие помогает понять, почему такой атомный газ не достигает теплового равновесия по обычным законам термодинамики. Изучение транспорта в таких идеально контролируемых условиях может открыть новые пути к пониманию того, как сопротивление возникает или исчезает на квантовом уровне.