فیزیکدانان اولین پرتو گرداب اتمی جهان را ایجاد کرده اند - گردابی چرخان از اتم ها و مولکول ها با خواص اسرارآمیز که هنوز درک نشده اند.
دانشمندان با ارسال پرتو مستقیمی از اتم های هلیوم از میان شبکه ای از شکاف های کوچک، توانستند از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی برای تبدیل پرتو به یک گرداب در حال چرخش استفاده کنند. این چرخش پرتو که تکانه زاویه‌ای مداری نامیده می‌شود، جهت حرکت جدیدی به آن می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد تا به روشی عمل کند که محققان هنوز پیش‌بینی نکرده‌اند. به عنوان مثال، دانشمندان بر این باورند که اتم‌های در حال چرخش می‌توانند در کنار سایر اثرات غیرقابل پیش‌بینی، به دلیل چرخش الکترون‌ها و هسته‌های درون اتم‌های گرداب مارپیچی با سرعت‌های مختلف، پرتوی با ابعاد اضافی به مغناطیس اضافه کنند.
محققان این پرتو را با هدایت اتم‌های هلیوم از میان شبکه‌ای از شکاف‌های کوچک که هر کدام فقط ۶۰۰ نانومتر قطر دارند، ایجاد کردند. در قلمرو مکانیک کوانتومی - مجموعه قوانینی که بر دنیای مقادیر بسیار کوچک حاکم است - اتم‌ها می‌توانند به صورت ذرات و امواج ریز رفتار کنند، بنابراین پرتوی از اتم‌های هلیوم موج مانند از میان شبکه‌ای پراش می‌شوند و آنقدر خم می‌شوند که شکل می‌گیرد. گردابی که مانند پیچ چوب پنبه در فضا عبور کرد.
سپس اتم‌های گرداب به یک آشکارساز برخورد کردند که چندین پرتو - به درجات مختلف و با تکانه زاویه‌ای متفاوت - به شکل حلقه‌های دونات مانند را نشان داد. دانشمندان همچنین متوجه حلقه‌های کوچک‌تر و درخشان‌تر شدند که در داخل سه گرداب مرکزی فرو رفته‌اند. اینها نشانه‌هایی از اگزایمرهای هلیوم هستند - مولکول‌هایی که وقتی یک اتم هلیوم برانگیخته شده با انرژی به اتم هلیوم دیگر می‌چسبد تشکیل می‌شوند.
تکانه زاویه‌ای مداری که به اتم‌های داخل دسته مارپیچی داده می‌شود، قوانین انتخاب مکانیکی کوانتومی را نیز تغییر می‌دهد که تعیین می‌کند چگونه اتم‌های پیچ خورده با ذرات دیگر برهمکنش خواهند داشت. در مرحله بعد، محققان این پرتوهای هلیوم را به فوتون‌ها، الکترون‌ها و اتم‌های عناصری غیر از هلیوم می‌شکنند تا ببینند چگونه ممکن است رفتار دیگری داشته باشند.
اگر پرتو گرداب واقعاً رفتار متفاوتی داشته باشد، می‌تواند کاندیدای ایده‌آلی برای نوع جدیدی از میکروسکوپ باشد که می‌تواند جزئیات ناشناخته را در سطح زیراتمی مطالعه کند.
همچنین بخوانید:
- دانشمندان یک بارش هلیوم احتمالی در مشتری را در آزمایشگاه بازسازی کردند
- فیزیکدانان به طور تصادفی به کشف جدیدی در مورد سیاهچاله ها دست یافتند