„Jesteśmy w stanie zobaczyć pojedyncze atomy w tych interesujących chmurach atomów i to, co robią w stosunku do siebie, co jest piękne” - mówi Martin Zwierlein, profesor fizyki Thomasa A. Franka w MIT. W przełomowym osiągnięciu naukowcy z MIT w USA z powodzeniem uchwycili pierwsze w historii obrazy pojedynczych atomów swobodnie oddziałujących w przestrzeni. Ten kamień milowy ujawnia nieuchwytne efekty kwantowe, które rządzą ich zachowaniem, potwierdzając dziesięciolecia teoretycznych przewidywań.
Naukowcy opracowali unikalną technikę krótkotrwałego uwięzienia atomów za pomocą siatki światła. Pozwoliło im to sfotografować nigdy wcześniej nie widziane interakcje między bozonami i fermionami. Obrazy pokazują bozony skupiające się w formacje przypominające fale i tworzące pary fermionów, mechanizmy związane z nadprzewodnictwem.
Opublikowane w Physical Review Letters 5 maja 2025 r. odkrycia te stanowią potężny nowy sposób obserwacji zjawisk kwantowych w przestrzeni rzeczywistej. Technika mikroskopii atomowej zespołu polega na zamykaniu atomów w pułapce wiązki laserowej, a następnie zamrażaniu ich za pomocą siatki światła przed oświetleniem i uchwyceniem ich pozycji.
Zespół z powodzeniem sfotografował chmury różnych atomów, rejestrując bozony skupiające się w fale i fermionów tworzących pary. To parowanie jest kluczowym procesem związanym z nadprzewodnictwem. W przyszłości zespół zastosuje swoją technikę obrazowania do wizualizacji bardziej egzotycznych i mniej zrozumiałych zjawisk, takich jak „kwantowa fizyka Halla”.