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
مدادهایی که بعد از تمام شدن، سبز میشوند
ادبیات پایداری روایتی مویرگی از زندگی است
از علیرضا طبایی «باید به آفتاب بگویم»
چه کسی گفته است قهرمانها فقط در خط مقدم ساخته میشوند؟
نوجوان را دستِ کدام کتاب بسپاریم؟
غذا چگونه جایگاه اجتماعی و منزلت افراد را شکل میدهد؟
روایت رادیو تهران از دفاع مقدس؛ از مادران جنگ تا بدرقه فرزندان شهدا
حمایت از فلسطین باعث حذف رپر مشهور شد
فیلم ۱۰۰ جشنواره ایدههاست، روایت فیلمسازان جوان از جنگ در بستر زندگی
معرفی بهترین برنامههای تلویزیونی ۲۰۲۶؛ «خلیج بیوه» ۱۴ جایزه امی برد
سیامک صفری: ظرفیت بازگشت به سریالهای نوستالژیک اضافه میشود
سامانه «سادان» برای ارزشگذاری داراییهای نامشهود راهاندازی میشود
آزمون عملی علوم ورزشی در ۲۶ حوزه کشور کلید خورد
بیش از ۱۰۰ میلیارد دقیقه مکالمه و ۸۶ میلیارد پیامک تنها در ۳ ماه
شناسایی خشکیدگی درختان جنگلی با هوش مصنوعی
روند پرداخت یارانههای تغذیه دانشجویان بدون تغییر ماند
بیل گیتس: همه دولت های جهان عقب تر از هوش مصنوعی هستند
نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر بهدنبال جذب دانشآموزان مستعد کشورهای همسایه
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر بهدنبال جذب دانشآموزان مستعد کشورهای همسایه
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
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.