| Наука Эффект Джозефсона воссоздали ученые с помощью ультрахолодных атомов С помощью облаков ультрахолодных атомов физики напрямую пронаблюдали за знаменитыми «ступенями Шапиро» — явлением, ранее доступным только в сверхпроводниках Немецким физикам впервые удалось визуализировать фундаментальные квантовые процессы, лежащие в основе современного эталона электрического напряжения — вольта. Исследователи из Рейнско-Вестфальского технического университета (RPTU) воссоздали и детально изучили «ступени Шапиро», используя не сверхпроводники, а облака ультрахолодных атомов. Ключевой элемент — эффект Джозефсона, позволяющий току течь через изолятор без сопротивления. Этот эффект лежит в основе работы квантовых компьютеров, прецизионных вольтметров и чувствительных медицинских приборов. Однако в традиционных твёрдотельных системах микроскопические детали этого процесса были скрыты от прямого наблюдения. Чтобы обойти это ограничение, группа профессора Хервига Отта использовала метод квантового моделирования. Вместо электронов в сверхпроводниках физики применили конденсаты Бозе-Эйнштейна — газовые облака, охлаждённые почти до абсолютного нуля, где атомы ведут себя как единая квантовая волна. Два таких конденсата были разделены лазерным барьером, создав его атомный аналог. Затем учёные имитировали воздействие микроволнового излучения, периодически раскачивая лазерный барьер. Это вызвало ток атомов между облаками. Измеряя разность химических потенциалов — аналог напряжения, — физики обнаружили идеально чёткие «ступени Шапиро». Именно невероятная стабильность этих ступеней в сверхпроводниках легла в основу всемирного стандарта вольта. «Наш эксперимент доказывает универсальность этого явления, — пояснил профессор Отт. — Оказалось, что физика «ступеней» зависит только от фундаментальных констант и частоты воздействия, а не от того, электроны это или атомы». Этот прорыв не только соединяет миры электроники и атомной физики, но и открывает новую мощную платформу для исследований. Атомные системы делают тонкие квантовые эффекты, такие как диссипация энергии и потеря когерентности, доступными для прямого наблюдения. Следующая цель команды — соединить несколько атомных «джозефсоновских переходов» для создания полноценных атомных цепей, которые могут стать испытательными стендами для будущих квантовых технологий и позволят глубже понять работу электронных компонентов на микроскопическом уровне. Какую воду вы пьете? Source: https://volna.media/news/effekt-dzhozefsona-vossozdali-uchenye-s-pomoshhyu-ultraholodnyh-atomov/