فيزيائيون يتمكنون من تبريد جسيم نانوي زجاجي ونقله إلى النطاق الكمومي

0

تمكن فيزيائيون من تبريد جسيم نانوي زجاجي إلى أقل درجة حرارة تسمح بها ميكانيكا الكم من خلال تخفيض حركته إلى الحالة الأساسية وهي أقل حالة للطاقة في نظام كمومي، ووفقاً للعلماء فإنّ ذلك قد يسمح بمناورات كموميّة أخرى غير قابلة للتحقيق لأجسام تشمل كُتلًا كبيرة، وسيوفر منصة جديدة لدراسة الفيزياء الكموميّة الدقيقة بشكل أوسع.

لتنفيذ التجربة توجب على أوروس ديليتش Uroš Delić وفريقه من جامعة فيينا Vienna في النمسا عزل الجسيم المُختار أولاً من تأثيرات البيئة المحيطة وإزالة كل الطاقة الحرارية بتبريده إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق الذي يبلغ -273.15 درجة، وبذلك تحكم ميكانيكا الكم حركة هذا الجسيم، وقد اختاروا جسيمًا زجاجيًّا أصغر بألف مرة تقريباً من حبة الرمل ويحوي بضعة مئات الملايين من الذرات.

تم تحقيق العزل بحصر الجسيم بصرياً في حزمة ليزر مركزة بإحكام ضمن الفراغ، لكن التحدي الحقيقي وفقاً لديليتش كان تخفيض حركة الجسيم إلى الحالة الكموميّة القاعديّة، فالتبريد الليزري بواسطة الانتقالات الذرية هو الخيار الأمثل للذرات لكن لا يعمل مع الأجسام الصلبة، لذلك لجأوا إلى تبريد التجويف Cavity cooling بواسطة التشتت المترابط التي توصل إليها الفيزيائي النمساوي هيلموت ريتش Helmut Ritsch.

في حديثه عن التجربة قال ديليتش: “من المضحك التفكير بهذا الأمر: سطح جسيم الزجاج ساخن للغاية حيث تبلغ حرارته حوالي 300 درجة مئوية لأنّ الليزر يسخّن إلكترونات المادة، لكن حركة مركز كتلة الجسيم باردة للغاية وتبعد حرارتها حوالي 0.00001 درجة عن الصفر المطلق، ويمكن رؤية الجسيم الساخن يتحرك بطريقة كموميّة”.

0

شاركنا رأيك حول "فيزيائيون يتمكنون من تبريد جسيم نانوي زجاجي ونقله إلى النطاق الكمومي"