Фізики отримали експериментальні докази квантового явища, званого станом Єфімова
У 2006 році група дослідників Інституту експериментальної фізики університету Інсбрука (Institute of Experimental Physics of the University of Innsbruck), очолювана Рудольфом Гриммом (Rudolf Grimm), надала перші експериментальні підтвердження існування квантового явища під назвою стан Єфімова, явища, яке до того часу існувало лише в теорії. І недавно ця ж група вчених провела вимір другої точки резонансу Єфімова, використовуючи систему з трьох пов'язаних між собою частинок розрідженого газу, охолодженого до наднизької температури. Проведені вченими вимірювання продемонстрували періодичність явища стану Єфімова, як це було передбачено колишнім радянським ученим-фізиком, в честь якого явище й одержало свою назву.
Колишній радянський, а нині американський вчений-фізик Віталій Єфімов ще в 1970-х роках передбачив можливість існування матерії, що знаходиться в екзотичному стані. У стані Єфімова матерія складається з груп, що складаються з трьох часток пов'язаних між собою на квантовому рівні. Для того, щоб між трьома частками виникла примарна квантова зв'язок потрібно, щоб вони знаходилися строго на певній відстані один від одного. Коли відстань між частинками збільшується в 22.7 рази, стан Єфімова виникає знову, а подальше збільшення відстані приводить до нескінченної низки станів Єфімова. В експериментах 2006 року фізикам вдалося отримати стан Єфімова першого рівня, коли відстань між частинками знаходиться в межах мінімально допустимого, а нещодавно вони виміряли резонанс Єфімова другого рівня, коли відстань між частинками було збільшено в 22.7 рази, що потребувало використання високоточного вимірювального обладнання та значних зусиль, докладених вченими.
Сверхохлажденные квантові гази є ідеальним середовищем для спостереження і вивчення всіляких квантових явищ. В обсягах цих газів під впливом зовнішніх впливів, наприклад, магнітного поля, можуть виникати цілі системи частинок, що взаємодіють завдяки ефектів квантової механіки. Однак, в своїх дослідженнях для спостережень явища другого стану Єфімова група Рудольфа Грімма підібралася дуже близько до меж можливостей наявного в їхньому розпорядженні дослідницького обладнання.
"Відстань між частинками у разі другого стану Єфімова відповідає приблизно 20 тисячам радіусів атома водню" - пояснює Грімм, - "Навіть порівняно з молекулою така структура має гігантські розміри, і це означає, що для проведення достовірних вимірювань нам потрібно неймовірно висока точність". У цих експериментах вченим допоміг їх великий досвід роботи з ультрахолодными квантовими газами і деякі нові методи вимірювань. Отриманий ними остаточний результат демонструє, що другий стан Єфімова виникає тоді, коли структура з трьох часток рівно в 21 раз більше структури частинок першого стану Єфімова. "Це не дуже велике відхилення від теоретичного значення 22.7 може бути обумовлено тим, що ми не отримали ідеальне (теоретичне) стан Єфімова, а одну з його різновидів, що саме по собі є захоплюючої темою для окремих досліджень" - розповідає Рудольф Грімм.
Інтерес наукової спільноти до явища станів Єфімова полягає в універсальності цього явища. Закон однаково застосовується до галузі ядерної фізики, де діють сили сильних взаємодій, утримуючи разом частинки ядра атома, і в області молекулярних взаємодій, основою яких є сили електромагнітної природи.
"Взаємодії між двома частинками і взаємодії маси частинок досить добре вивчені на сьогоднішній момент" - розповідає Рудольф Грімм, - "Але взаємодії, в яких задіяно всього кілька частинок, дають нам в руки масу нових явищ, вивчення яких дозволить нам використовувати ці явища в своїх цілях. І стан Єфімова є хорошим прикладом всьому вищесказаному".
На закінчення варто зазначити, що робота з вивчення явища станів Єфімова проводилася групою Рудольфа Грімма при прямій участі Джеремі М. Хутсона (Jeremy M. Hutson), фізика-теоретика з Великобританії, при безпосередній підтримці австрійського Наукового фонду.