ثبت موج کوانتومی در ترکیب هلیوم برای اولین بار

برای اولین بار تیمی بین‌المللی از دانشمندان توانسته‌اند با موفقیت اثرات فیزیک کوانتومی روی ترکیب هلیوم به نام «Helium Dimer» را هنگام تجزیه فیلمبرداری کنند. این فیلم برهم‌نهی امواج ماده از دو رویداد همزمان با احتمال متفاوت را نشان می‌دهد که یکی از آن‌ها بقا و دیگری تجزیه ترکیب هلیوم است.

این ترکیب هلیوم از دو اتم تشکیل شده. هلیوم یک گاز نجیب است چرا که ترکیبی را تشکیل نمی‌دهد، با این حال اگر این گاز تا ۱۰ درجه بالاتر از صفر مطلق (منفی ۲۷۳ درجه سلسیوس) سرد شود و سپس از طریق یک نازل کوچک به داخل یک محفظه خلاء پمپ شود، دمای آن بیشتر کاهش پیدا می‌کند و چنین ترکیبی بدست می‌آید.

این ترکیبات ضعیف‌ترین اتصال مولکولی پایدار در جهان هستند و دو اتم در یک مولکول در فاصله زیادی از یکدیگر قرار دارند. در حالی که در یک ترکیب شیمیایی فاصله دو اتم معمولا به یک آنگستروم (۰.۱ نانومتر) می‌رسد، فاصله اتم‌ها در Helium Dimer تقریبا ۵۰ برابر این میزان است.

حالا محققان در فرانکفورت در پژوهشی جدید این ترکیب هلیوم را در معرض یک لیزر فوق قدرتمند قرار دادند که تغییراتی در پیوند میان دو اتم هلیوم ایجاد کرد. این میزان انرژی کافی بود تا دو اتم از یکدیگر جدا شوند و برای اولین بار دور شدن اتم هلیوم به صورت موج مشاهده و از آن فیلمبرداری شد.

طبق فیزیک کوانتومی، اجسام به صورت همزمان مانند یک ذره و موج رفتار می‌کنند و محققان به علت یک احتمال مشخص توانستند دور شدن اتم‌های هلیوم و تجزیه آن را در آزمایش لیزر خود مشاهده کنند. به احتمال ۹۸ درصد این دو اتم هلیوم در کنار یکدیگر باقی می‌مانند، اما ۲ درصد این احتمال وجود دارد که از یکدیگر جدا شوند. حالا پژوهشگران چنین پدیده‌ای را مشاهده کرده‌اند.

اندازه‌گیری این امواج کوانتومی را می‌توان به سیستم‌های کوانتومی دیگر مانند ترکیبات متشکل از سه اتم هلیوم گسترش داد. این ترکیب اهمیت بالایی دارد چرا که می‌تواند حالت عجیب «افیموف» را تشکیل دهد. این سیستم‌ها برای اولین بار در سال ۱۹۷۰ توسط یک دانشمند روسی به نام «ویتالی افیموف» پیش‌بینی شدند و رویکرد جدید پژوهشگران می‌تواند شکل‌گیری و تجزیه سیستم‌های افیموف را نشان دهد.