Физики сняли «квантовое кино» и раскрыли тайны строения материи

В лаборатории Европейского XFEL в Гамбурге физики провели уникальный эксперимент, позволивший впервые напрямую наблюдать движение атомов на квантовом уровне.

В ходе работы ученые инициировали контролируемый распад молекулы 2-иодопиридина, который длился всего триллионные доли секунды, пишет Ferra.

Для фиксации этого быстротечного процесса были использованы мощные рентгеновские импульсы, выбивавшие электроны из молекулы и придававшие ей положительный заряд. В результате атомы молекулы начали быстро разлетаться, а высокочувствительные детекторы зафиксировали их траектории за фемтосекунды.

Анализ данных показал, что движение атомов оказалось не хаотичным, а строго скоординированным и подчинённым сложным квантовым паттернам. Это открытие стало первым прямым наблюдением согласованного поведения атомов в квантовом мире, что выходит за рамки классической физики.

Исследователи считают, что их работа открывает новую эру в изучении материи. В дальнейшем они планируют совершенствовать технологию, чтобы создавать целые «фильмы», позволяющие наблюдать не только за движением атомов, но и за еще более быстрыми процессами на уровне электронов. Эти достижения могут существенно изменить современные представления о структуре материи.