ТАСС, 12 декабря. Европейские физики выяснили, что внутри конденсата Бозе-Эйнштейна, квантовой формы материи, можно создать аналоги "бесконечных" кельтских и скандинавских узлов. Это повысит стойкость субстанции к внешним воздействиям. Работа опубликована в журнале Communications Physics. О результатах в понедельник сообщила пресс-служба финляндского университета Аалто.
Конденсат Бозе-Эйнштейна - квантовая форма материи, похожая по некоторым свойствам на газ и жидкость. Он состоит из множества атомов или других частиц, охлажденных почти до абсолютного нуля. Это облако ведет себя как один гигантский атом, подчиняясь законам квантовой физики.
Исследователи выяснили, что внутри конденсата Бозе-Эйнштейна могут возникать стабильные структуры, напоминающие "бесконечные" узлы кельтов и викингов. Идею о возможном существовании похожих структур внутри жидкостей в 1869 выдвинул английский ученый Уильям Томсон. Однако предложенная им теория оказалась некорректной для мира материи, подчиняющейся классическим законам физики.
"Бесконечные" квантовые узлы
Европейские физики обнаружили, что нечто похожее все же может существовать внутри конденсата Бозе-Эйнштейна и других экзотических субстанций, чье поведение зависит только от законов квантовой механики. Исследователи просчитали свойства различных типов вихрей внутри этих форм материи и обнаружили, что комбинация из трех частично вложенных друг в друга структур подобного рода будет необычно стабильной по отношению к внешним помехам.
Это связано с тем, что в тех точках, где вихревые структуры пересекаются и взаимодействуют друг с другом, будут возникать зоны с такой энергетической структурой, которая будет мешать всем трем вихрям разрывать связи с "соседями". В результате этого квантовые узлы становятся необычно устойчивыми к действию внешних помех, что позволяет использовать их для хранения информации при проведении квантовых вычислений и решения прочих задач.
Схожие бесконечные узлы, как предполагают физики, могли играть важную роль в формировании Вселенной в первые мгновения после Большого Взрыва, когда внутри мироздания начали возникать так называемые "космические струны", одномерные экзотические объекты, представляющие собой крупные дефекты пространства-времени. Последующее изучение миниатюрных квантовых узлов, как надеются ученые, поможет понять, существуют ли их гигантские космические аналоги в обозримой Вселенной.
"К нашему большому удивлению, в прошлом никто из наших коллег не пытался создать подобные структуры из трех узлов и цепочек, топологически защищенные от помех. По всей видимости, это связано с тем, что формирование связи между ними требует использования трех разных типов вихрей, которыми манипулировать значительно сложнее, чем двумя. Мы показали, что решить эту задачу вполне реально", - отметил профессор Меттенен.