Физики из трех научных групп одновременно сообщили о первом в истории экспериментальном подтверждении подавления рассеяния света, вызванного блокировкой Паули. Эффект продемонстрировал чувствительность к температуре, направлению рассеяния и интенсивности падающего света.

Все три статьи (первая, вторая и третья) опубликованы в журнале Science.

Оптическая спектроскопия — это один из самых старых и эффективных методов исследования вещества. Излучение, поглощение и рассеяние света каким-либо объектом напрямую зависит от квантовых свойств составляющих его частиц. Именно поэтому спектроскопия была и остается мощным драйвером развития квантовой физики.

Одним из таких примеров стал эффект подавления светорассеяния в вырожденном ферми-газе, предсказанный более 30 лет назад. В его основе лежит идея о том, что два фермиона не могут занимать одинаковое квантовое состояние (принцип запрета Паули). В случае очень холодного фермионного газа все состояния с наименьшими импульсами оказываются заняты, что приводит к подавлению передачи импульса от фотона к фермиону при упругом рассеянии. Несмотря на концептуальную важность этого эффекта, его до недавнего времени ни разу не удалось воспроизвести в эксперименте.

Эту ситуацию удалось изменить сразу трем научным группам одновременно. Блокировку Паули при рассеянии света наблюдали на фермионном калии Амита Деб (Amita Deb) и Нильс Кьергор (Niels Kjærgaard) из Университета Отаго, Новая Зеландия, на фермионном стронции — Кристиан Саннер (Christian Sanner) с коллегами Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) и на фермионном литии — физики под руководством Вольфганг Кеттерле (Wolfgang Ketterle) из Массачусетского технологического института.