Fiziklar 1931 yilda fizik Hans Bethe tomonidan bashorat qilingan kvant hodisasi boʻyicha yangi dalillarni topdilar: atomlar toʻplamlari shakllanishi, ular bitta butunlik kabi xatti-harakat qiladi va ularga Bethe simlari deb nom beriladi.
Bu hodisani oʻrganish uchun jamoa tseziy atomlarini mutlaq nolga yaqin haroratgacha sovutdi va ularni juda tor quvurlarda cheklab qoʻydi. Oʻlchovlar kamida oltita atomdan iborat toʻplamlar mavjudligini koʻrsatdi, ammo bu tuzilmalar mavjudligini yakuniy ravishda isbotlamagan.
Bethening bashorati fizik tizimlarning kvant xatti-harakati va magnitizm bilan bogʻliqligi boʻyicha tadqiqotlar natijasida paydo boʻlgan. Uning hisob-kitoblari zarrachalar guruhlar hosil qilishi mumkinligini, ular kollektiv xususiyatlarga ega boʻlishi mumkinligini taxmin qilgan edi, bu keyinchalik atom tizimlarida oʻrganilgan.
Bu gipotezani tekshirish uchun tadqiqotchilar mutlaq nolga yaqin sovutilgan oʻn minglab tseziy atomlari bilan ishladilar. Bunday sharoitlarda ular Bose-Einstein kondensatini yaratdilar — zarrachalar bir xil kvant holatini baham koʻradigan holat.
Lazer nurlari materialni minglab tor quvrlarga ajratdi, bunda atomlar qator boʻylab joylashdi. Jamoa shuningdek, magnit maydon yordamida zarrachalar oʻzaro taʼsirini tartibga solib, bogʻlangan toʻplamlar hosil boʻlishi uchun qulay sharoitlar yaratdi.
Bu konfiguratsiya atomlarning bir oʻlchamda xatti-harakatini oʻrganish imkonini berdi, ularning bir-biridan oʻtmasligini taʼminladi. Insbruk universiteti fizigi va tadqiqot muallifi Hans-Kristof Nägerl bunday joylashuvni dona chiziqidagi gulli boʻyinbogʻga oʻxshatdi: atomlar ipdagi donalar kabi joylashadi.
Tadqiqotchilar Bethe simlarini bevosita kuzatmadilar. Buning oʻrniga, ular turli sharoitlarda kengayish paytida atomlar tomonidan chiqariladigan energiyani solishtirib, ularning mavjudligining belgilarini oʻrgandilar.
Harakat quvurlar bilan cheklanganida, toʻplamlar bogʻlangan holda qoldi. Biroq, uch oʻlchamda kengayish bu tuzilmalarning parchalanishiga olib keldi, energiya harakat shaklida ajralib chiqdi. Ushbu ikki vaziyat oʻrtasidagi farq atomlar orasidagi bogʻlanish kuchiga ishora berdi.
Oʻlchovlar uch oʻlchamli kengayishda taxminan uch barobar koʻproq energiya miqdorini koʻrsatdi. Maʼlumotlar kamida oltita atomdan iborat toʻplamlarga ishora qildi va nazariy model prognozlariga mos keldi. Biroq, bu bilvosita dalildir: natija tuzilmalarning aniq kuzatilishi bilan teng emas.
Eksperiment ham cheklovlar bilan duch keldi. Toʻplamlar parchalanishidan va oddiy tseziy molekulalariga aylanishidan oldin qisqa muddat mavjud boʻlishi mumkin. Eng past haroratlarda oʻtkazilgan urinishlarda jamoa atomlarning taxminan 40 foizini yoʻqotdi.
Live Science intervyusida Nägerl natijalarni talqin qilishda ehtiyotkorlik zarurligini taʼkidladi: «Nazariya maʼlumotlariga mos kelishi, nimadir mavjudligining dalili emas».
Tadqiqotning asosiy jihatlari orasida: Nature Communications jurnalida nashr etilgan tadqiqot Bethe simlarini oʻrganishga dalillar qoʻshadi, ammo fundamental savolni ochiq qoldiradi: nazariyada bashorat qilingan toʻplamlar kuzatiladigan sharoitlarda hosil boʻlishini va saqlanib qolishini bevosita namoyish etish.