ابتكر الفيزيائيون أول حزمة دوامة ذرية في العالم - دوامة دوامة من الذرات والجزيئات ذات الخصائص الغامضة التي لم يتم فهمها بعد.
من خلال إرسال حزمة مستقيمة من ذرات الهيليوم عبر شبكة من الشقوق الصغيرة ، تمكن العلماء من استخدام القواعد الغريبة لميكانيكا الكم لتحويل الحزمة إلى دوامة دوارة. هذا الدوران للشعاع ، المسمى بالزخم الزاوي المداري ، يمنحها اتجاهًا جديدًا للحركة ، مما يسمح لها بالتصرف بطرق لم يتوقعها الباحثون بعد. على سبيل المثال ، يعتقد العلماء أن الذرات الدوارة يمكن أن تضيف شعاعًا بأبعاد إضافية للمغناطيسية ، من بين تأثيرات أخرى غير متوقعة ، بسبب الإلكترونات والنوى داخل الدوامة الحلزونية التي تدور بسرعات مختلفة.
أنشأ الباحثون الحزمة عن طريق توجيه ذرات الهيليوم عبر شبكة من الشقوق الصغيرة ، يبلغ قطر كل منها 600 نانومتر فقط. في عالم ميكانيكا الكم - مجموعة القواعد التي تحكم عالم الكميات الصغيرة جدًا - يمكن للذرات أن تتصرف مثل الجسيمات ومثل الموجات الصغيرة ، لذا فإن حزمة من ذرات الهيليوم الشبيهة بالموجات تنحرف عبر شبكة انثنية لدرجة أنها تشكلت دوامة تتدحرج عبر الفضاء.
ثم اصطدمت ذرات الدوامة بكاشف أظهر عدة حزم - مشتتة بدرجات مختلفة وبزخم زاوي مختلف - على شكل حلقات صغيرة تشبه الدونات. لاحظ العلماء أيضًا حلقات أصغر وأكثر إشراقًا داخل الدوامات المركزية الثلاثة. هذه علامات على وجود الهيليوم - جزيئات تتشكل عندما تلتصق ذرة هيليوم متحمسة بقوة بذرة هيليوم أخرى.
كما أن الزخم الزاوي المداري الذي يتم نقله إلى الذرات داخل الحزمة الحلزونية يغير أيضًا قواعد الاختيار الميكانيكي الكمومي التي تحدد كيفية تفاعل الذرات الملتوية مع الجسيمات الأخرى. بعد ذلك ، سيقوم الباحثون بتقسيم حزم الهيليوم هذه إلى فوتونات وإلكترونات وذرات عناصر أخرى غير الهيليوم ليروا كيف يمكن أن تتصرف بطريقة أخرى.
إذا كان شعاع الدوامة يتصرف بالفعل بشكل مختلف ، فقد يكون مرشحًا مثاليًا لنوع جديد من المجهر يمكنه دراسة التفاصيل غير المستكشفة على المستوى دون الذري.
اقرأ أيضا:
- أعاد العلماء ابتكار دش هليوم محتمل على كوكب المشتري في المختبر
- قام علماء الفيزياء بطريق الخطأ باكتشاف جديد حول الثقوب السوداء