Дослідники з університету Саутгемптона (University of Southampton), Великобританія, розробили і продемонстрували працездатність нового методу лазерного охолодження. На відміну від інших подібних методів, новий метод працює за рахунок втручання явища інтерференції хвиль речовини, і його можна використовувати не тільки для охолодження до наднизьких температур окремих атомів, але і більш великихоб’єктів молекулярного масштабу.Слід зазначити, що можливість отримання охолоджених до наднизьких температур атомів в свій час зробила буквально революцію в деяких областях експериментальної атомної фізики. Зроблені за рахунок цього відкриття дали масу практичних результатів, таких, як атомні годинники, що є серцем системи супутникової навігації GPS, квантові криптографічні пристрої, за допомогою яких кодується конфіденційна інформація, і квантові обчислювальні системи, яким пророчится велике майбутнє.Однак, існуюча технологія охолодження до наднизьких температур заснована на резонансі, який змушує атоми випромінювати більш високоенергетичні фотони, ніж поглинені ними фотони лазерного світла. Нескладно здогадатися, що такі технології працюють тільки по відношенню до окремих атомів, та й то, далеко не всіх речовин, а тільки тих, які мають певну конфігурацію структури верхнього електронного шару. В результаті цього, таким способом можна охолодити атоми невеликої частини хімічних елементів і лічені одиниці простих двоатомних молекул.Ідея нової технології лазерного охолодження, реалізованої вченими з Саутгемптона, була запропонована ще в 2000-му році фізиками Мартіном Вайцем (Martin Weitz) і Тедом Хэншем (Ted Hansch), лауреатом Нобелівської премії. І самою відмітною рисою нової технології є те, що вона однаково ефективно буде працювати по відношенню до окремих атомів і великих молекул, що складаються з десятків атомів різних елементів.У новій технології використовується квантовий вплив так званих хвиль речовини, що виникають під впливом світла лазера. Атоми, з яких складаються ці хвилі, поміщаються в стан квантової суперпозиції імпульсом світла лазера. Це означає, що один і той же атом рухається одночасно двома шляхами, які перетинаються пізніше в точці, в якій стан суперпозиції руйнується. Імпульс, який здобуває або втрачає атом в точці перетину квантових шляхів, залежить від різниці у відстанях і траєкторії цих шляхів. А якщо бути ще точнішим, то імпульс залежить від відмінності енергетичної складовою руху за двома траєкторіями і енергії фотонів лазерного світла, які змусили цей атом почати рух.Не вдаючись у нетрі, що відбуваються на квантовому рівні процесів можна сказати, що, реалізуючи дану технологію, вчені змусили лазерний світло взаємодіяти з атомами таким чином, що б прибрати з рівняння потенційну (електронну) енергію атома, залишивши втручання, що базується виключно на кінетичній енергії квантово-механічного руху атома. В принципі, такий же самий ефект може використовуватися не тільки для охолодження, але і для створення надчутливого вимірювального обладнання.Демонструючи працездатність технології, вчені охолодили атоми рубідію практично до фундаментального значення температурної межі. І це стало показником того, що вченим успішно вдалося зробити механізм охолодження повністю незалежним від електронної структури охолоджуваної речовини.»Наше досягнення дозволить розширити область наднизкотемпературних досліджень практично на всі стабільні елементи періодичної системи і на великі молекули складних хімічних сполук», — розповідає доктор Алекс Даннінга (Dr Alex Dunning), — «Це, в свою чергу, дозволить нам досліджувати нові області фундаментальних процесів і розробити нові технології, які стануть працювати на користь людям».