نام کاربری یا نشانی ایمیل
رمز عبور
مرا به خاطر بسپار
مجموعهای از انبرکها یا موچینهای نوری به دانشمندان کمک کردند تا اتمها را برای اولین بار از طریق تونلزنی کوانتومی از مکانی به مکان دیگر منتقل کنند. به گزارش ایسنا، در سال ۱۹۸۶ یک فیزیکدان آمریکایی به نام آرتور اشکین(Arthur Ashkin) ابزاری جذاب ساخت که میتوانست به آرامی اجسام میکروسکوپی مانند سلولها و مولکولها را […]
مجموعهای از انبرکها یا موچینهای نوری به دانشمندان کمک کردند تا اتمها را برای اولین بار از طریق تونلزنی کوانتومی از مکانی به مکان دیگر منتقل کنند.
به گزارش ایسنا، در سال ۱۹۸۶ یک فیزیکدان آمریکایی به نام آرتور اشکین(Arthur Ashkin) ابزاری جذاب ساخت که میتوانست به آرامی اجسام میکروسکوپی مانند سلولها و مولکولها را بدون دست زدن به آنها در اختیار بگیرد و حرکت دهد. این ابزار که «موچین نوری»(optical tweezer) نام دارد از لیزر متمرکز برای نگه داشتن و دستکاری اشیاء استفاده میکند.
به نقل از آیای، موچینهای نوری حتی پس از گذشت ۴۸ سال هنوز جذاب هستند و فیزیکدانان همچنان از این نوآوری برای کارهایی از تحقیقات نانوذرات تا اصلاح در سطح سلولی استفاده میکنند.
به تازگی، محققان دانشکده فیزیک تکنیون(Technion) به انتقال کنترل شده اتمها از یک مکان به مکان دیگر از طریق تونلزنی کوانتومی بین موچینهای نوری دست یافتهاند.
تونلزنی کوانتومی(Quantum tunneling) به فرآیند کوانتومی تونل زدن یک ذره بنیادی در یک سد پتانسیل که از نظر کلاسیک، ذره قادر به عبور از آن نیست، اشاره دارد. این پدیده مهم در چندین پدیده فیزیکی، برای مثال در واکنشهای هستهای که در ستارگان رشته اصلی مثل خورشید اتفاق میافتد، به چشم میخورد. همچنین کاربردهای مهمی در ادوات الکترونیکی مانند دیود تونلی دارد.
این پدیده در اوایل قرن بیستم پیشبینی شده بود و در اواسط همان قرن به عنوان یک پدیده کلی فیزیکی پذیرفته شد. تونلزنی معمولاً با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ توضیح داده میشود. در واقع مفاهیم مکانیک کوانتومی حول این پدیده توصیف میشوند و میتوان گفت تونلزنی کوانتومی یکی از ویژگیهای بنیادی مکانیک کوانتومی و نشانه خاصیت دوگانگی موج-ذره است.
محققان میگویند: این اولین نمایش این روش انتقال است و ما معتقدیم که میتواند نقطه عطف مهمی در توسعه پلتفرمهای کوانتومی جدید باشد.
اتمهای متحرک در دنیای کوانتومی
وقتی ذرهای از سدی عبور میکند که معمولاً نمیتواند از آن عبور کند، به این پدیده «تونلزنی» میگویند. مثل این است که جلوی دیواری ایستاده باشید و به جای بالا رفتن یا دور زدن آن، به نوعی مستقیم از میان آن عبور کنید.
با این حال هیچ راهی وجود ندارد که بتوانید از دیوار عبور کنید. این به این دلیل است که «تونلزنی» پدیدهای منحصر به جهان کوانتومی است، جایی که ذرات فرصتی برای عبور از یک مانع بالقوه دارند که به طور کلاسیک نمیتوانند بر آن غلبه کنند.
محققان برای دستیابی به تونلزنی اتمها از سه موچین نوری استفاده کردند و آنها را در یک سری مرتب کردند. سپس اتمهای فرمیونی فوق سرد(اتمهایی که تا دمای صفر مطلق سرد میشوند) را در این آرایش معرفی کردند.
محققان با استفاده از سه موچین به عنوان تله توانستند با تغییر فاصله بین تلهها، سرعت تونلزنی اتمها را کنترل کنند. این رویکرد به محققان اجازه داد تا اتمها را با موفقیت بین دو موچین خارجی انتقال دهند.
محققان در مطالعه خود خاطرنشان کردند: ما یک انتقال نرم و با کارایی بالا از اتمها را بین دو تله بیرونی مشاهده کردیم که جمعیت بسیار کمی در تله مرکزی باقی میمانند.
آزمایش فوق باعث انتقال یک اتم از موچین اول به موچین سوم، بدون اشغال موچین میانی شد. اما دقیقا چه چیزی مانع از ماندن اتمها در موچین میانی شد؟
برای یافتن پاسخ این سوال باید درک کرد که برای عبور چیزی از طریق تونلزنی، اتمها مانند بستههای موجی رفتار میکنند، به این معنی که خواص موج مانندی از خود نشان دهند.
در طول انتقال، بستههای موج اتمها در تمام موچینها پخش میشوند و روی هم میافتند و امواج بخشهای مختلف سیستم با یکدیگر تداخل میکنند.
محققان میگویند که تداخل سازنده امواج، قلهها و فرورفتگیهایی را در موچین اول و سوم ایجاد میکند. با این حال در موچین نوری میانی، قلهها و فرورفتگیها یکدیگر را خنثی میکنند. این تداخل مخرب، احتمال یافتن اتم در موچین میانی را تقریباً صفر میکند و امکان انتقال روان و کارآمد اتمها را بین موچینهای اول و سوم فراهم میکند.
این نتایج نشان میدهد که آرایههای موچین نوری میتوانند به عنوان پلتفرمی برای انجام آزمایشهای هیجانانگیزتر با هدف ارتقای دانش ما از فیزیک کوانتومی مورد استفاده قرار گیرند.
این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.
انتهای پیام
Source link
این مطلب بدون برچسب می باشد.
یک مطالعه جدید نشان میدهد نوزادانی که با نقص مادرزادی قلب متولد میشوند، ممکن است در معرض خطر بالاتری برای ابتلا به سرطان قرار داشته باشند. همچنین، مادران این نوزادان نیز ممکن است با افزایش خطر ابتلا به سرطان روبرو باشند. این یافتهها اهمیت بررسی دقیقتر ارتباط بین بیماریهای مادرزادی قلب و سایر مشکلات سلامتی […]
به گزارش خبرآنلاین، موشک کروز دریایی لانگ نپتون پس از انجام چندین آزمایش موفقیتآمیز، حالا در نبردهای واقعی بهکار گرفته شده است. زلنسکی با انتشار پستی در شبکه اجتماعی ایکس، ضمن معرفی این موشک مینویسد: «موشک لانگ نپتون آزمایش شده و با موفقیت در میدان نبرد استفاده شده است». به نقل از روزیاتو، لانگ نپتون […]
به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین و براساس گزارش دیجیاتو، اینتل خودش را برای ورود مدیرعامل جدید، «لیپ-بو تان» (Lip-Bu Tan)، آماده میکند اسناد جدید جزئیاتی از بسته جبران خدمت جامع او فاش کرده است. تان ابتدا حقوق پایه یکمیلیون دلاری دریافت خواهد کرد و احتمال دارد پاداش سالانهای تا سقف ۲ میلیون دلار نصیبش شود. بااینحال بخش عمدهای […]
به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، به نقل از پدال، موتور خودرو یکی از پیچیدهترین و حساسترین بخشهای وسیله نقلیه است که عملکرد درست آن نقش اساسی در راندمان و طول عمر خودرو دارد. در واقع موتور قلب خودرو است و خرابی آن میتواند شما را یک روز در خیابان یا جاده بگذارد. به دلایل مختلفی از […]