Учёные из Массачусетского технологического института перевели атомы в экзотическое «пограничное состояние», при котором они движутся без трения. Этот проект может сыграть ключевую роль в разработке сверхпроводящих материалов.

Электроны встречают сопротивление при движении через различные вещества: в изоляторах движение почти отсутствует, в полупроводниках — частично, в проводниках — значительное, а в сверхпроводниках — полностью отсутствует. Теоретически, сверхпроводящие материалы могут использоваться для высокоскоростной передачи данных и энергии, а также для левитирующего транспорта благодаря сильному электромагнитному полю.

Изучение движения электронов сложно из-за их крошечного размера и высокой скорости. Чтобы обойти эту проблему, учёные работали с атомами натрия, которые крупнее и медленнее. Они изучали поведение атомов в «пограничных состояниях», где частицы могут беспрепятственно двигаться только по определённым участкам. Атомы были помещены в лазерную ловушку при температуре близкой к абсолютному нулю и вращались по кругу. В результате возникло подобие плоского мира, где атомы ведут себя как электроны в магнитном поле.

Учёные окружили область лазерным кольцом и наблюдали, как атомы «прилипают» к кольцу и перемещаются вдоль его границы. При добавлении препятствий атомы огибали их, не отскакивая. Это поведение аналогично тому, как электроны ведут себя в «пограничных состояниях», но в наблюдаемом масштабе. Эта модель поможет исследовать новые теории о сверхпроводниках, тестируя их с различными препятствиями и взаимодействиями.