Процесс взаимного соударения двух атомов настолько быстротечен, что до сих пор учёным не удавалось прояснить его детали. Они видели лишь то, что происходило “до” и “после”.

В экспериментах JILA приблизительно 10 квинтильонов атомов калия упаковали в контейнер из титана со стороной в 1 сантиметр и нагрели до 700 градусов Цельсия (для повышения частоты столкновений). Быстрые лазерные импульсы выступили тут в роли фотовспышки, чтобы произвести “стоп-кадр”.

Энергия от первого лазерного импульса поглощалась атомами, приводя их в одинаковое состояние и заставляя откликаться излучением волны идентичного образца. Второй импульс уже получал картину взаимодействия атомов между собой.

Этот луч также поглощался и повторно излучался атомами, которые оставались “в состоянии синхронизации”, но не теми, которые успели столкнуться между собой.

Кривая зависимости интенсивности второго отражённого сигнала от времени задержки между двумя лазерными импульсами и дала учёным картину взаимодействия атомов между собой. А форма отражённой волны рассказала о деталях их взаимодействия.

Так физиками было показано (как ранее и предполагали учёные), что соударение атомов очень похоже на соударение теннисных мячиков — с кратковременной потерей формы и энергии.