Американские ученые впервые создали квантовый объект, который называют доменной стенкой, в лабораторных условиях. Доменные стенки образуются, когда группы атомов при очень низких температурах разделяются на разные группы или «домены». Между этими доменами образуется «стена», которая ведет себя иначе, чем сами атомы. Поэтому ученые считают ее независимым квантовым объектом.

Теперь физикам удалось создать их в лабораторных условиях. Открытие может привести к новой квантовой технологии и лучшему пониманию квантовых частиц в целом.

«Это похоже на песчаную дюну в пустыне — она состоит из песка, но сама дюна не ведет себя как отдельные песчинки», — объясняет первый автор исследования Кай-Суан Яо в заявлении Университета Чикаго.

Ранее проводились исследования доменных стенок, но до сих пор их никогда не удавалось создать в лаборатории, что дало бы ученым возможность анализировать их по-новому.

В этот раз физики смоделировали конденсат Бозе — Эйнштейна. Это состояние вещества, в котором составляющие частицы охлаждаются до такой степени, что конденсируются в единый квантовый объект. Настроив определенные условия, ученые смогли разделить атомы в конденсате на домены высокой и низкой плотности со стенкой между ними. Она действовала как совершенно отдельный объект. Например, толкание атомов в одном направлении заставляло стену двигаться в противоположном.

Оказывается, доменные стены относятся к категории возникающих или эмерджентных структур. В них частицы ведут себя не так, как по отдельности. Изучение таких явлений прольет свет на события, которые происходили в ранней Вселенной. Также способность генерировать подобные квантовые объекты может помочь в разработке новых технологий. Например, их можно использовать для создания более надежного способа хранения квантовой информации или реализации новых функций в материалах.