Quantenwiderstand: Ultrakalte Atome wehren sich gegen Erwärmung

In einem bahnbrechenden Experiment kühlten Wissenschaftler 100.000 Cäsiumatome auf nahe den absoluten Nullpunkt ab und ordneten sie in ultradünne Röhren an. Als die Atome wiederholt mit Laserpulsen "getreten" wurden, behielten sie überraschenderweise gleichmäßige Geschwindigkeiten bei, anstatt sich wie erwartet mit unterschiedlichen Energien zu verteilen. Diese Verweigerung der Thermalisierung deutet auf einen Quantenzustand hin, in dem die Energieaufnahme unterdrückt wird.

Das seit den 1950er Jahren theoretisch beschriebene Phänomen wurde selten so detailliert beobachtet. Teammitglied Manuele Landini wies darauf hin, dass frühere Experimente letztendlich eine Erwärmung zeigten, ihr Versuchsaufbau jedoch neue Parameter untersuchte und möglicherweise bisher unbekannte physikalische Prinzipien aufdeckte. Die Ergebnisse stellen bestehende mathematische Modelle infrage, die Schwierigkeiten haben, ein solches Verhalten über wenige interagierende Atome hinaus vorherzusagen.

Die Entdeckung eröffnet Möglichkeiten für Quantentechnologien, da der stabile, langanhaltende Zustand die Sensorik oder Informationsspeicherung verbessern könnte. Die Forscher planen weitere Tests mit dickeren Atomröhren und Bewegungen zwischen den Röhren, um das Rätsel zu entschlüsseln. Die in Science veröffentlichte Studie könnte unser Verständnis von Quantensystemen und Energiedynamik neu definieren.

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