Kvantový drát. Kredit: TU Wien.

Transport skrz systém se může odehrávat v nejrůznějších podobách. Elektrický proud prochází drátem, teplo kovem nebo třeba voda trubkou. Každé z těchto proudění může být popsáno vzhledem k tomu, jak snadno se náboj energie nebo třeba hmota pohybují skrz dotyčné médium.

Frederik Møller vlevo. Kredit: TU Wien.

Za normálních okolností dochází k tomu, že kolize a tření zpomalují proudění nebo ho úplně zastaví. V novém experimentu na TU Wien ale Frederik Møller a jeho kolegové pozorovali systém, v němž k tomu nedocházelo.

Logo. Kredit: TU Wien.

Pomocí magnetických a optických polí uvěznili tisíce atomů rubidia v jedné linii. Tím vytvořili ultrachladný kvantový plyn, v němž se energie a hmoty pohybují s prakticky dokonalou účinností. Tok v tomto „kvantovém drátu“ (quantum wire) zůstává stabilní, čímž se vzpírá běžné fyzice.

Badatelé zjistili, že se kvantový plyn ve kvantovém drátu chová jako perfektní vodič. Dojde k potlačení difuzního typu transportu, který obvykle vzniká díky ohromnému počtu nepatrných kolizí. U kvantového dráty jako by tyto kolize vůbec neměly vliv. Energie a hmota se pohybují kvantovým drátem zcela volně, aniž by se rozptylovaly v systému.

Je to vlastně kvantový rázostroj (Newton’s cradle) čili kvantová varianta známého artefaktu, v němž do sebe v uhrančivém rytmu narážejí zavěšené kovové kuličky. Když se kulička na jedné straně zhoupne a narazí do ostatních, v pohybu pokračuje krajní kulička na druhé straně. Stejně jako v původním rázostroji (v ideálním případě bez ztrát) i ve kvantovém drátu pokračuje pohyb, aniž by ustával. Podle Møllera je kvantový drát pro vědce příležitostí, jak studovat chování jevů jako je odpor na kvantové úrovni.

Video: Applications of GHD in cold gas experiments

Literatura

TU Wien 27. 11. 2025.

Science online 27. 11. 2025.