Kuantum fiziğinde ilk kez, Otago Üniversitesi araştırmacıları bireysel atomları yerinde “tuttular” ve daha önce görülmeyen karmaşık atomik etkileşimler gözlemlediler.
Otago Fizik Bölümü’nde bir araya getirilmiş lazerler, aynalar, vakum odası ve mikroskoplar gibi sayısız ekipman, artı çok fazla zaman, enerji ve uzmanlık, çok sayıda atom içeren deneylerden istatistiksel ortalama alma sayesinde anlaşılan bu kuantum sürecini araştırmak için gerekli malzemeleri sağladı.
Deney, mikroskopik dünyaya daha önce görülmemiş bir bakış açısı sunarak mevcut bilgileri geliştiriyor ve araştırmacıları sonuçlarla şaşırtıyor.
“Metodumuz, yaklaşık bir tost makinesi ölçüsünde, hiper boşaltılmış (vakumlanmış) bir odada yüksek derecede odaklanmış lazer ışınları kullanarak üç atomun, Kelvin’in yaklaşık milyonda bir sıcaklığına tek tek yakalanmasını ve soğutulmasını içeriyor. Ölçtüğümüz kontrollü etkileşimleri üretmek için atomları içeren tuzakları yavaşça birleştiriyoruz. ”diyor Otago Fizik Bölümü’nden Doçent Mikkel F. Andersen.
Üç atom birbirine yaklaştığında, ikisi bir molekül oluşturur ve hepsi süreçte salınan enerjiden bir tepme alır. Bir mikroskop kamerası, işlemin büyütülmesine ve görüntülenmesine izin verir.
“İki atom tek başına bir molekül oluşturamaz, kimya yapmak en az üç atom gerektirir. İlk seferki çalışmalarımız izolasyonda çalışılmış temel süreçti ve büyük atom bulutlarında önceki ölçümlerden beklenmeyen birkaç şaşırtıcı sonuç verdiği sonunda anlaşıldı. ”diyor denemeye öncülük eden Doktora Sonrası Araştırmacı Marvin Weyland.
Örneğin, araştırmacılar bireysel işlemlerin kesin sonucunu görebildiler ve iki atomun deneyi birlikte bıraktığı yeni bir süreç gözlemlediler. Şimdiye kadar, birçok atomla yapılan deneylerde bu ayrıntı düzeyini gözlemlemek imkansızdı.
“Bu moleküler seviyede çalışarak, artık atomların birbirleriyle nasıl çarpıştığı ve tepki verdiği hakkında daha fazla şey biliyoruz. Gelişmeyle birlikte bu teknik, belirli kimyasalların tek moleküllerini oluşturmak ve kontrol etmek için bir yol sağlayabilir ”diye ekliyor Weyland.
Doçent Andersen, tekniğin ve detay seviyesinin kuantum fiziği dünyasının dışındakilerle anlaşılmasının zor olabileceğini kabul ediyor, ancak bu bilimin uygulamalarının toplumu, daha önce modern bilgisayarları ve İnternet’i mümkün kılan kuantum teknolojileri kadar etkileyebilecek gelecekteki kuantum teknolojilerinin geliştirilmesinde yararlı olacağına inanıyor.
“Daha küçük ve daha küçük ölçekte inşa edebilmek üzerine yapılan araştırmalar, son on yılda teknolojik gelişmenin çoğunu güçlendirdi. Örneğin, bugünün cep telefonlarının 1980’lerin süper bilgisayarlarından daha fazla bilgi işlem gücüne sahip olmasının tek nedeni budur. Araştırmamız, mümkün olan en küçük ölçekte, yani atom ölçeğinde inşa edebilmenin yolunu açmaya çalışıyor ve keşiflerimizin gelecekte teknolojik gelişmeleri nasıl etkileyeceğini görmek beni heyecanlandırıyor. ”diyor Doçent Andersen.
Deney bulguları, şu anda bu fenomeni açıklamak için yetersiz olan diğer deneylere ve teorik hesaplamalara kıyasla bir molekül oluşturmanın beklenenden çok daha uzun sürdüğünü gösterdi. Araştırmacılar tutarsızlığı açıklayabilecek mekanizmalar önermekle birlikte, bu deneysel kuantum mekaniği alanında daha fazla teorik gelişime ihtiyaç olduğunu vurgulamaktadırlar.
Kaynak: Daha fazla bilgi: L. A. Reynolds et al. Soğuk Atom Triadlarında Çarpışma Dinamiğinin Doğrudan Ölçümü, Fiziksel İnceleme Mektupları (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.073401
Dergi bilgisi: Fiziksel İnceleme Mektupları
Otago Üniversitesi tarafından sağlanmıştır.
BilimAtom, Fizik, kuantum
Previous Previous post: Yeni Koronavirüs Dışkı Yoluyla Yayılabilir
Next Next post: Dünyaya çarpabilecek göktaşlarının yönünü değiştirmek için yeni yöntem