Фермионный конденсат

Фермионный конденсат — шестое состояние вещества (после таких состояний как твёрдое тело, жидкость, газ, плазма и конденсат Бозе-Эйнштейна).

Фермионный конденсат был открыт Деборой Джин, Маркусом Греинером и Синди Регал в 2003 году. Для этого они охладили 500 тысяч атомов калия до температуры 5×10⁻⁸ Кельвин в переменном магнитном поле. В этих экспериментах изменяемое со временем магнитное поле было приложено к фермионным атомам, что вынуждало их объединиться в бозонные молекулы. Фермионы имеют полуцелый спин (1/2, 3/2, 5/2 и т. д.), в то время как у бозонов спин целочисленный (1, 2, 3 и т. д.). Спины двух частиц складываются, поэтому молекула, содержащая два фермионных атома, превращается в бозон. Однако теперь выясняется, что даже если два фермиона и не связаны в одну молекулу, а просто движутся вместе неким коррелированным образом, то есть, образовав куперовскую пару, то эта пара уже может вести себя подобно бозону и подвергаться конденсации Бозе-Эйнштейна. В то же время это наиболее «эфемерная» форма конденсации из всех, которые наблюдались к настоящему времени.

При получении сверхнизкой температуры, необходимой для этого эксперимента, было использовано комплексное воздействие на газ при помощи лазерного излучения и магнитного поля. Когда атомы находятся в магнитной ловушке, изменение их температуры может контролироваться с точностью до стомиллиардных долей Кельвина. Для лазерного охлаждения лучше всего подходят металлы из первой группы таблицы Менделеева. И наибольший успех был достигнут в работе с литием и калием.

О практическом применении нового открытия говорить ещё рано, но свойства фермионного конденсата таковы, что с большой вероятностью в будущем возможно будет получить соединения, сохраняющие свойства сверхпроводимости при комнатной температуре.

См. также

• Теория БКШ

Литература

• Regal, C. A., Markus Greiner, and Deborah S. Jin. «Observation of resonance condensation of fermionic atom pairs.» Physical Review Letters 92.4 (2004): 040403. (англ.)

Ссылки

• A New Form of Matter: II. NASA-supported researchers have discovered a weird new phase of matter called fermionic condensates. // February 12, 2004 (англ.)
• Онищенко Е., Фермионный конденсат (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 15 апреля 2010. Архивировано 9 августа 2011 года., 10.02.2004