V prvním, fyzioci napodobují nepolapitelné „atomy na volném rozsahu“-potvrzují stařetou teorii o kvantové mechanice
Vědci poprvé pozorovali sólové atomy volně a interagují ve vesmíru. Objev pomáhá potvrdit některé z nejzákladnějších principů Kvantová mechanika To bylo poprvé předpovězeno před více než stoletím, ale nikdy nebyly přímo ověřeny.
Jednotlivé atomy jsou notoricky obtížné pozorovat kvůli jejich kvantové povaze. Vědci nemohou například znát jak pozici atomu, tak její rychlost současně, kvůli kvantové podivnosti. Ale pomocí určitých laserových technik zachytili obrázky mraků atomů.
„Je to jako vidět na obloze mrak, ale ne jednotlivé molekuly vody, které tvoří oblak,“ Martin Zwierleinfyzik na MIT a spoluautor nového výzkumu, uvedl v a prohlášení.
Nová metoda jde o krok dále, což vědcům umožňuje zachytit obrázky atomů „volného rozsahu“ ve volném prostoru. Nejprve Zwierlein a jeho kolegové ohranili oblak atomů sodíku ve volné pasti při ultracold teplotách. Poté stříleli mříž laserového světla přes oblak, aby dočasně zmrazili atomy na místě. Druhý fluorescenční laser poté osvětlil polohy jednotlivých atomů.
Související: V našem může existovat vesmír „Dark Mirror“, kde se atomy nevytvořily, naznačuje nová studie
Pozorované atomy patří do skupiny zvané bosony. Tyto částice sdílejí stejný kvantový mechanický stav a v důsledku toho se chovají jako vlna a hromadí se dohromady. Tento koncept byl první Navrhl francouzský fyzik Louis de Broglie v roce 1924 a následně se stal známým jako „de Broglie vlna“.
Jistě, bosonové Zwierlein a jeho tým pozorovali, že ukázali chování de Broglie vlny. Vědci také zachytili obrazy lithiových fermionů – typ částice, která odpuzuje podobné částice spíše než se hromadí dohromady.
Výsledky byly zveřejněny 5. května v časopise Fyzikální kontrolní dopisy. Dvě další skupiny uváděly použití podobné techniky k pozorování párů bosonů a fermionů ve stejném čísle časopisu.
„V těchto zajímavých mracích atomů a to, co dělají ve vztahu k sobě, jsme schopni vidět jednotlivé atomy, což je krásné,“ řekl Zwierlein.
V budoucnu tým plánuje použít novou techniku-nazvanou „mikroskopie rozlišená atomy“-k prozkoumání dalších kvantových mechanických jevů. Například jej mohou použít k pokusu o pozorování „efektu kvantové haly“, ve kterém se elektrony synchronizují pod vlivem silného magnetického pole.
