Fyzici vytvořili první atomový vírový paprsek na světě – vířící vír atomů a molekul s tajemnými vlastnostmi, které dosud nebyly pochopeny.
Vysláním přímého paprsku atomů helia skrz mřížku drobných štěrbin byli vědci schopni pomocí podivných pravidel kvantové mechaniky přeměnit paprsek na rotující vír. Tato rotace paprsku, nazývaná orbitální moment hybnosti, mu dává nový směr pohybu, což mu umožňuje jednat způsobem, který výzkumníci dosud nepředpovídali. Vědci se například domnívají, že rotující atomy mohou k magnetismu přidat paprsek dalších rozměrů, kromě jiných nepředvídatelných efektů, díky elektronům a jádrům uvnitř spirálovitých vírových atomů rotujících různými rychlostmi.
Vědci vytvořili paprsek nasměrováním atomů helia skrz mřížku malých štěrbin, z nichž každá měří jen 600 nanometrů v průměru. V oblasti kvantové mechaniky – souboru pravidel, kterými se řídí svět velmi malých množství – se atomy mohou chovat jako částice a jako drobné vlny, takže paprsek vlnovitých atomů helia se ohýbal mřížkou, ohýbal se natolik, že se vytvořil vír, který se prohnal vesmírem jako vývrtka.
Vírové atomy pak dopadly na detektor, který ukázal několik paprsků – difraktovaných do různého stupně a s různým momentem hybnosti – ve formě drobných prstenců podobných koblihám. Vědci si také všimli ještě menších a jasnějších prstenců zaklíněných uvnitř tří centrálních vírů. To jsou znaky heliových excimerů – molekul, které se tvoří, když se jeden energeticky excitovaný atom helia nalepí na jiný atom helia.
Orbitální moment hybnosti udělený atomům uvnitř spirálního svazku také mění pravidla kvantově mechanického výběru, která určují, jak budou zkroucené atomy interagovat s jinými částicemi. Dále vědci rozdělí tyto paprsky helia na fotony, elektrony a atomy prvků jiných než helium, aby zjistili, jak jinak by se mohly chovat.
Pokud se vírový paprsek skutečně chová jinak, mohl by být ideálním kandidátem na nový typ mikroskopu, který dokáže studovat neprobádané detaily na subatomární úrovni.
Přečtěte si také:
- Vědci v laboratoři znovu vytvořili možnou spršku hélia na Jupiteru
- Fyzici náhodou učinili nový objev o černých dírách