نخستین تصاویر از اتم های در حال تعامل در فضای آزاد ثبت شد

نخستین تصاویر از اتم های در حال تعامل در فضای آزاد ثبت شد

دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) برای نخستین‌بار موفق به تصویربرداری مستقیم از اتم‌هایی شدند که در فضای آزاد و بدون محدودیت در حال تعامل با یکدیگر هستند. این تصاویر، که در مجله Physical Review Letters منتشر شده‌اند، همبستگی‌هایی را میان ذرات “آزاد” نشان می‌دهند که پیش‌تر تنها به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بودند.

روش نوآورانه تصویربرداری

تیم تحقیقاتی MIT تکنیکی به نام «میکروسکوپی با وضوح اتمی» توسعه داده است. در این روش، ابتدا اتم‌ها در یک تله نوری ضعیف نگه داشته می‌شوند تا بتوانند آزادانه حرکت و تعامل کنند. سپس با استفاده از یک شبکه نوری، اتم‌ها به‌طور موقت در جای خود ثابت می‌شوند و با بهره‌گیری از لیزرهای دقیق، تصویری از موقعیت آن‌ها قبل از پراکندگی طبیعی‌شان ثبت می‌شود.

مشاهده رفتارهای کوانتومی

با استفاده از این تکنیک، پژوهشگران توانستند رفتارهای متفاوتی از اتم‌ها را مشاهده کنند:

• بوزون‌ها: اتم‌هایی مانند سدیم-۲۳ که تمایل دارند در یک حالت کوانتومی مشترک قرار گیرند و پدیده‌هایی مانند چگالش بوز-اینشتین را شکل دهند.

• فرمیون‌ها: اتم‌هایی مانند لیتیوم-۶ که به‌صورت جفت در فضای آزاد با یکدیگر تعامل می‌کنند؛ این جفت‌سازی نقش کلیدی در پدیده‌هایی مانند ابررسانایی دارد.

پروفسور مارتین زوئرلاین از MIT اظهار داشت: «ما توانستیم اتم‌های منفرد را در این ابرهای جالب مشاهده کنیم و ببینیم که آن‌ها چگونه با یکدیگر تعامل دارند، که این بسیار زیباست.»

سقوط احتمالی فضاپیمای شوروی در هفته آینده؛ بازگشت مأموریت شکست‌خورده زهره به زمین

همکاری‌های موازی

در همان شماره از مجله Physical Review Letters، دو گروه دیگر نیز نتایج مشابهی را با استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری مشابه گزارش کردند. یکی از این گروه‌ها به رهبری برنده جایزه نوبل، ولفگانگ کترل از MIT، به مشاهده تقویت همبستگی‌های جفتی در میان بوزون‌ها پرداختند. گروه دیگر از مدرسه عالی نرمال پاریس به رهبری تاریک یفساه، ابرهایی از فرمیون‌های بدون تعامل را تصویربرداری کردند.

اهمیت این دستاورد

این پیشرفت علمی امکان مشاهده مستقیم و دقیق رفتارهای کوانتومی اتم‌ها را فراهم می‌کند و می‌تواند به درک بهتر پدیده‌هایی مانند ابررسانایی و چگالش بوز-اینشتین کمک کند. همچنین، این تکنیک می‌تواند در آینده برای مطالعه سیستم‌های کوانتومی پیچیده‌تر و توسعه فناوری‌های نوین مورد استفاده قرار گیرد.

منبع خبر: phys.org

اخبار مرتبط با دنیای علم و دانش در جیبی 724:

بازگشت آتشفشان زامبی پس از ۲۵۰ هزار سال؛ هشدار دانشمندان درباره فوران احتمالی