Физики из MIT создают первый в мире фермионный микроскоп

Исследователи, работающие в Массачусетском технологическом институте (широко известном как MIT) утверждают, что им удалось создать метод, чтобы лучше наблюдать фермионы – субатомные стандартные блоки материи – создав микроскоп, способный обеспечить человечеству возможность просмотра их в группах до тысяч штук за один раз. Лазерная техника используется, чтобы «пасти» фермионы в области для просмотра и затем заморозить их на месте, таким образом, все полученные частицы могут быть отображены одновременно.

Во всей известной вселенной есть только два типа частиц -это фермионы и бозоны. Проще говоря, фермионы — все частицы, которые составляют материю (например, электроны), и бозоны — все частицы, которые переносят силу (энергию, фотоны).

Фермионы включают в себя электроны, нейтроны, кварк, протоны и атомы, состоящие из нечетного числа любых из этих элементарных частиц. Однако из-за странной (и не полностью понятной) природы этих частиц в отношении их квантовых спинальных состояний, ученые часто решали использовать газы ультрахолодных фермионных атомов как прокси для других фермионов.
За прошлые два десятилетия физики, изучающие ультрахолодные атомарные газы частиц бозона – такие как фотоны – были в состоянии сделать так относительно легко, потому что бозоны могут принять то же квантовое состояние в безграничных числах. Фермионами, однако, намного более трудно управлять для обработки изображений, поскольку они неспособны быть сохраненными в том же квантовом состоянии в больших количествах и намного более трудно это сделать при уменьшении до температур, требуемых замедления их до достаточной скорости, подходящей, чтобы просмотреть их и изучить.

Физики в Гарвардском университете успешно создали первый бозонный микроскоп. Точно так же в 2010 году Институтом Оптики Макса Планка Quantum также был разработан второй бозонный микроскоп. И, хотя эти микроскопы представляли поведение бозонов, их дубликаты – фермионы – оставались неуловимыми для учёных без такого фермионного микроскопа.