В нанотрубках обитают "чёрные дыры"

Согласно теории астрофизики, гигантские космические "черные дыры" оказывают на материю разрушительное действие, поглощая ее. Физикам из Гарвардского университета во главе с профессором Лене Вестергаард Хау удалось воссоздать подобную модель, но в очень миниатюрном масштабе. Своего рода "черными дырами" для ультрахолодных атомов стали нанотрубки.

Необычное применение углеродным нанотрубкам нашли физики Гарвардского университета, "превратив их" в своего рода "черные дыры" для ультрахолодных атомов.

"Нам удалось воссоздать на атомном уровне разрушительный эффект, подобный тому, который наблюдается, когда "черные дыры", так сказать, "расправляются" с веществом (материей) в космических масштабах, — говорит глава проекта Лене Вестергаард Хау, профессор прикладной физики Гарвардского университета. — Подобные эксперименты открывают возможности для нового уровня исследований, касающихся холодных атомов и нанотехнологий ".

Хау и ее коллеги при помощи лазера охладили облака атомов рубидия почти до температуры абсолютного нуля. Скопления атомов содержали около миллиона составляющих, но в длину не превышали миллиметра. Облака затем направили на однослойную углеродную нанотрубку, расположенную всего в паре сантиметров и заряженную до 300 вольт.

Читайте также: Прорыв в электронике: уникальный "наносэндвич"

Большинство атомов пролетело мимо, но те, что двигались на расстоянии меньше микрометра (а таких оказалось около десяти атомов из каждого облака), были притянуты нанотрубкой. По мере приближения к ней они ускорялись.

"Сначала их скорость не превышала 5 метров в секунду, но постепенно она достигла значения 1200 м/с, — рассказывает участница исследований Энн Гудселл, аспирант, соискатель докторской степени по физике в Гарвардском университете. — В результате такого огромного ускорения, температура, соответствующая кинетической энергии атомов, возрастает от 0,1 градуса Кельвина (-273,05 градуса Цельсия) до тысяч градусов Кельвина и выше. И это происходит меньше чем за микросекунду".

Читайте также: "Звездная пыль" молодых галактик

Кроме того, отмечалось разделение атома на ион и электрон. Последний, в конце концов, "поглощался" нанотрубкой (квантово-механическое туннелирование), а ион отбрасывался — его скорость при этом достигала 26 километров в секунду. Чем не черная дыра в атомном масштабе? По крайней мере засасывает и уничтожает, и подобие аккреционного диска с излучением, как в космическом прототипе, тоже присутствует.

"Холодные атомы и нанотехнологии в сочетании представляют собой очень интересную область новых систем для изучения и применения", — поясняет профессор прикладной физики Гордон Мак-Кей из Гарвардского университета.

"Это первая экспериментальная реализация комбинированных систем ультрахолодных атомов и наноструктур. Она демонстрирует чувствительное зондирование атома, электрона и динамики ионов в наномасштабах."

Однослойные углеродные нанотрубки, используемые в успешных экспериментах гарвардских исследователей, были названы "Люси" (Lucy). Их уникальные свойства описаны учеными в статье Physical Review Letters.

Читайте также на "Правде.Ру"