به گزارش ثریا - دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) در ایالات متحده پس از ثبت اولین تصاویر از اتمهای منفرد که آزادانه در فضا برهمکنش دارند، به دستاورد پیشگامانه دیگری دست یافتهاند.
این تصاویر که برهمکنشهای بین ذرات «بُرد آزاد» را نشان میدهند که تاکنون فقط نظریهپردازی شده بودند، به دانشمندان اجازه میدهد تا به طور مستقیم پدیدههای کوانتومی را در فضای واقعی مشاهده کنند.
این تیم به رهبری مارتین زویرلین(Martin Zwierlein)، فیزیکدان MIT و نویسنده اصلی این مطالعه برای گرفتن تصاویر دقیق از فعل و انفعالات اتمی، روش جدیدی را توسعه دادند که به اتمها اجازه میدهد قبل از انجماد کوتاه و درخشش آنها برای ثبت موقعیت خود، آزادانه حرکت کنند.
این تیم از این روش برای مشاهده ابرهایی با انواع اتمهای مختلف استفاده کرد و برای اولین بار چندین تصویر پیشگامانه را ثبت کرد.
زویرلین گفت: ما میتوانیم تکاتمها را در این ابرهای جالب از اتمها و آنچه که آنها در رابطه با یکدیگر انجام میدهند، ببینیم که بسیار زیباست.
کاوش در ابر اتمی
اتمها یکی از ریزترین اجزای سازنده کیهان هستند که هر کدام فقط یک دهم نانومتر عرض دارند یا تقریباً یک میلیون بار نازکتر از یک تار موی انسان هستند. آنها علاوه بر این از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی پیروی میکنند که مشاهده و درک رفتار آنها را بسیار دشوار میکند.
شناخت موقعیت دقیق اتم و سرعت آن به طور همزمان غیرممکن است که یک اصل اساسی از فیزیک کوانتومی به نام «اصل عدم قطعیت هایزنبرگ» را تعریف میکند.
این عدم قطعیت مدتهاست که دانشمندانی را که تلاش میکنند رفتار اتمی را مستقیماً مشاهده کنند، به چالش کشیده است. با این حال، روشهای تصویربرداری سنتی مانند تصویربرداری جذبی، تنها یک نمای تار ارائه میدهند و شکل کلی یک ابر اتمی را ثبت میکنند، اما نه خود اتمها.
اکنون محققان برای غلبه بر این چالش، رویکرد جدیدی به نام «میکروسکوپ حلشده اتمی» ابداع کردند که با اجازه دادن به ابری از اتمها برای حرکت و تعامل آزادانه در یک تله لیزری شروع میشود.
سپس محققان شبکهای از نور را روشن میکنند تا اتمها را در جای خود منجمد کند و از یک لیزر تنظیمشده برای روشن کردن اتمها استفاده میکند و باعث تابش فلورسانس اتمها میشود، حالتی که یک اتم یا مولکولها از طریق آرامش ارتعاشی پس از برانگیختگی الکتریکی به حالت اولیه خود شل میشوند و موقعیت دقیق خود را نشان میدهند.
گرفتن این نور بدون ایجاد مزاحمت در این سامانه ظریف، کار کوچکی نبود.
به گفته زویرلین، چیزی که واقعاً این روش را قویتر از روشهای قبلی میکند، این است که اولین بار است که آنها آن را در محلی با انجماد حرکت اتمها در حالی که به شدت برهمکنش میکنند و آنها را یکی پس از دیگری مشاهده میکنند، انجام میدهند.
عکسهای فوری کوانتومی
زویرلین و همکارانش از روش تصویربرداری جدید خود برای ثبت برهمکنشهای کوانتومی بین دو نوع بنیادی ذره موسوم به بوزونها و فرمیونها استفاده کردند.
بوزونها از جمله فوتونها، گلوئونها، بوزون-هیگز و بوزونهای W و Z که تمایل به جذب دارند، در ابری از اتمهای سدیم در دماهای پایین جمع شدهاند و یک میعان بوز-اینشتین(BEC) را تشکیل میدهند که در آن همه ذرات حالت کوانتومی یکسانی دارند.
این پیشبینی طولانیمدت مبتنی بر نظریه «لوئیس دو بروگل»( Louis de Broglie) را تأیید کرد که دستهبندی بوزون نتیجه مستقیم توانایی آنها در به اشتراک گذاشتن یک موج کوانتومی است. فرضیهای که به عنوان «موج دو بروگل» شناخته میشود که به ظهور مکانیک کوانتومی مدرن کمک کرد.
رویرلین اظهار داشت: ما از این طبیعت موجمانند چیزهای بیشتری در مورد جهان درک میکنیم، اما مشاهده این اثرات کوانتومی و موجمانند واقعاً دشوار است. با این حال، ما با میکروسکوپ جدید خود میتوانیم این موج را مستقیماً نظاره کنیم.
محققان همچنین از ابری با دو نوع اتم لیتیوم تصویربرداری کردند که هر کدام فرمیونی هستند که به طور معمول اتمهای دیگر را از خود دفع میکند، اما میتواند به شدت با انواع فرمیونهای خاص دیگر تعامل داشته باشد. آنها سپس جفت شدن این فرمیونهای متضاد را ضبط کردند و مکانیزم کلیدی در پشت ابررسانایی را آشکار کردند.
آنها اکنون قصد دارند این روش را برای کشف حالات کوانتومی پیچیدهتر و کمتر مورد بررسی قرار گرفته، از جمله رفتارهای گیج کنندهای که در فیزیک هال کوانتومی مشاهده میشود، بسنجند. اینها شامل سناریوهایی است که در آن الکترونهای برهمکنشی، رفتارهای همبسته غیرعادی را تحت تأثیر میدان مغناطیسی از خود نشان میدهند.
زویرلین در یک بیانیه مطبوعاتی نتیجهگیری کرد: اکنون میتوانیم بررسی کنیم که آیا این حالتهای کوانتومی هال واقعی هستند یا خیر، زیرا آنها حالتهای بسیار عجیبی هستند.
این مطالعه در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع : عصر کوانتوم
مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند
سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایههای هنر، عرفان و ادبیات
غدیر برای کودک نیازمند تخیل است
استقبال از کتابهای رهبر شهید انقلاب در نمایشگاه مجازی کتاب
اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند
مردم ما شایستگی «شیعه علی (ع)» بودن را اثبات کردند
مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران میآید
غدیرخم تبیینگر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است
حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات
تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است
آیتالله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیتالله خویی او را نور چشمش می دانست
تبعید به نجف، برگی تازه در روایت مرجعیت امام گشود
غدیر؛ واقعهای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی
تنگه هرمز را بیشتر بشناسید
حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده میکند؟
جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
شیوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای غیرانتفاعی اعلام شد
درخواست جمعی از اساتید حوزه علمیه برای دفن امام شهید در شهر مقدس قم
اعتراض دانش آموزان به تاثیر قطعی معدل بر کنکور
دل نوشته فرهاد قائمیان به مناسبت فرا رسیدن عید سعید غدیر خم
انتشار تازهترین اثر محسن چاوشی برای تکریم بیماران صعب العلاج
چگونه ابوترابی نقشه بعثیها برای قتلعام اسرا را ناکام گذاشت؟
مهمترین پیام اجتماعی غدیر اتحاد ملی ملتهاست
نابودی نیروی دریایی صدام به روایت یک نوجوان در این کتاب خواندنی
علی (ع) الگوی کامل انسانِ قهرمان و تولد در جهانی نمادین
چطور فوتبال به سلاح مخفی پنتاگون تبدیل شد؟
تصاویر کاتالوگ بزرگترین تولیدکننده آنتیبادی جنجال آفرین شد
آیا واقعا میتوان گسلهای تهران را فعال کرد؟
هوش مصنوعی ایلان ماسک طی ۴ روز یک جهان را نابود کرد
زمانبندی امتحانات دانشگاه شهیدبهشتی به دلیل برگزاری آزمون ارشد تغییرکرد
غدیر حلقهای است که سنتهای مذهبی را به فرهنگ ملی پیوند میزند
ریاکاریهای بنی عباس کتاب و منتشر شد
جشن مردمی غدیر؛ دانشگاه تربیتی تمدنسازی
وزیر آموزش و پرورش: هیچ ابزاری نمیتواند جای کتاب و کتابخوانی را بگیرد
اتاق ماهواره دانشگاه علم و صنعت به موزه جنگ تبدیل میشود
حسین گل گلاب مردی که با این شعر در ایران ماندگار شد
روایتی از غدیر فراتر از یک واقعه تاریخی در کتاب «زیارت غدیریه»
اصل ماجرای شایعه استعفای پزشکیان چه بود؟
راهاندازی رشته «موسیقی ردیف دستگاهی» در دانشگاه استاد فرشچیان
ثبت نام کودکان این کشور در اینستاگرام و تیک تاک ممنوع شد
چرا توصیه شده زیارت جامعه کبیره بخوانیم؟ مداومت آیت الله بهجت
نسخه بنیاد علم برای توقف افت علمی دانشگاهها
خسارت جنگ به ۶۰ شرکت فناوری دانشگاه شریف
حسین سیب سرخی به سوگ مادر نشست
گردهمایی اندیشمندان جهان اسلام در نشست بین المللی غدیر، ولایت و وحدت برگزار میشود
نمایشگاه عکس فیلمهای احمدرضا درویش با عنوان «سرزمین خورشید» افتتاح شد
آهنگ جدید علیرضا قربانی برای ایران منتشر شد
امام هادی(ع) چگونه تهدید محاصره را تبدیل به فرصت ایجاد شبکه وکالت کرد؟
پرفروشترین کتابهای نمایشگاه مجازی کتاب هفتم مشخص شدند
خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانههاست
جامعه ایرانی با تکیه بر دینداری و مقاومت سرمایهای عظیم برای کشور است
آیتالله رشاد: فهم معارف ولایت، توفیقی از جانب خداست
استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفهای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است
بازخوانی و تحلیل پیامهای رهبر انقلاب در دانشگاه آزاد اسلامی
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
اعتراف به ضعفهای کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
تصویر دیده نشده از شهید نصرالله و سپهبد سلامی و محمد پاکپور
«دولتشهر تنها»، خرده روایت هایی از روستاهای کردنشین و محله های تهران
شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت میکند؟
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام میشود
امتحانات پایههای اول تا دهم از امروز آغاز میشود
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
برنامه کامل زمان بندی آزمونهای سال ۱۴۰۵ اعلام شد
بازگشت تدریجی به محیطهای دانشگاهی آغاز شد
زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد
میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد
ایران با ارتقای دو پلهای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت
احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاهها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت
بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد
«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک میرود
کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد
محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد
زمانبندی امتحانات دانشگاه شهیدبهشتی به دلیل برگزاری آزمون ارشد تغییرکرد
«صبح روز چهلم» روی آنتن میرود؛ روایتی از جنگ رمضان
وطندوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است
وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسهسازی نیست
وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد
خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانههاست
اتاق ماهواره دانشگاه علم و صنعت به موزه جنگ تبدیل میشود
در اینجا کتابها بیشتر از اسباببازی فروش رفتند
چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟
مهلت ثبتنام کارشناسی ارشد پردیس بینالمللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد
شیوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای غیرانتفاعی اعلام شد
استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان
شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت میکند؟
اعتراف به ضعفهای کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش
نسخه بنیاد علم برای توقف افت علمی دانشگاهها
مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد
امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام میشود
استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفهای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است
عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید
امتحانات پایههای اول تا دهم از امروز آغاز میشود
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.