احیای نظریه مکانیک کوانتومی؛ واضح‌ترین تصویری که تاکنون از اتمهای منفرد ثبت شده است
این آزمایش در مرکز تحقیقات علمی فرانسه انجام شده است.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
دانشمند برجسته «اروین شرودینگر» در دهه ۱۹۲۰ میلادی معادله‌ای نوشت که پیش‌بینی می‌کرد رفتار موج‌گونه ذرات به چه صورت است. اکنون محققان موفق شدند این پیش‌بینی را با زیر نظر گرفتن اتم لیتیوم نشان دهند.
نظریه مکانیک کوانتوم که یکی از پیچیده‌ترین مباحث علمی دنیاست، در قرن بیستم پیش‌پیش‌بینی‌هایی از رفتار ذرات در سطح میکروسکوپی ارائه کرد. طبق این نظریه، ذرات هرچند اجرامی نقطه‌ای‌مانند هستند اما همانند یک موج انتشار پیدا کرده و در محیط حرکت می‌کنند.
این موج را می‌توان با معادله شرودینگر در مکانیک کوانتومی توصیف کرد. بااین‌حال، همه‌چیز در این مدت در حد معادلات روی کاغذ بود. اما حالا دانشمندان با ثبت واضح‌ترین تصویر از اتمهای منفرد موفق شده‌اند رفتار موجی آن‌ها را زیر نظر بگیرند تا بر پیش‌بینی شرودینگر مهر تأییدی بزنند. هر نقطه نورانی که در تصویر می‌بینید درحقیقت اتمی است که در اثر رفتار موجی هاله اطراف خود را پدید آورده است.
این آزمایش در مرکز تحقیقات علمی فرانسه انجام شده است. «تریک یافاش» دانشمند ارشد این گروه توضیح می‌دهد: «تجزیه‌وتحلیل رفتار موجی ذرات به ما اجازه داد که از اتم‌هادر قلمرو کوانتومی تصویربرداری کنیم. ما برای این کار از اتمهای لیتیوم بسیار سرد استفاده کردیم.»
سردبودن نمونه مورد بررسی از اهمیت بالایی برخوردار است تا هرآنچه مشاهده می‌شود، ناشی از رفتار خود ماده باشد نه از عوامل محیطی. پس دانشمندان نمونه لیتیوم را تا اندازه صفر مطلق سرد کردند. سپس آن را در یک محفظه کوچک و بدون هوا قرار دادند و به کمک لیزر و اعمال میدان مغناطیسی بازهم انرژی را کاهش دادند تا اتمهای لیتیوم خنک‌تر شوند. سپس اتم‌ها را طوری مرتب کردند که به یکدیگر نزدیک نباشند تا اثری که روی یکدیگر می‌گذارند، به حداقل برسد.
معادله شرودینگر پیش‌بینی می‌کند اتم‌ها باید ارتعاش خود را با گذشت زمان نمایش دهند؛ پس انتظار می‌رفت تصویر نقاط که هرکدام یک اتم منفرد هستند، با گذشت زمان گسترش یابد و مبهم‌تر شود. این دقیقاً همان چیزی است که یافاش و همکارانش مشاهده کردند.
یافاش و همکارانش که از چنین کشف بزرگی بسیار خوشحالند، امیدوارند در مراحل بعد برهم‌کنش میان اتم‌ها را نیز تصویربرداری کنند. انتظار می‌رود در این حالت، تصاویر امواج پیچیده‌تر باشد، زیرا طبق نظریه مکانیک کوانتومی، باهم تداخل خواهند داشت.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.