A fizikusok létrehozták a világ első atomi örvénysugarát – atomok és molekulák örvénylő örvényét, amelyek rejtélyes tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket még meg kell érteni.
Azáltal, hogy a tudósok egy egyenes héliumatomsugarat küldtek át apró rések rácsán, a kvantummechanika furcsa szabályait felhasználva a sugarat forgó örvénylé alakították át. A nyalábnak ez a forgása, amelyet orbitális szögmomentumnak neveznek, új mozgási irányt ad neki, lehetővé téve, hogy olyan módon működjön, ahogyan a kutatók még nem jósolták. A tudósok például úgy vélik, hogy a forgó atomok további dimenziós nyalábokat adhatnak a mágnesességhez, többek között a megjósolhatatlan hatásokhoz, a különböző sebességgel forgó spirális örvényatomok belsejében lévő elektronok és atommagok miatt.
A kutatók a sugarat úgy hozták létre, hogy a hélium atomokat egy apró résekből álló rácson keresztül irányították, amelyek mindegyike mindössze 600 nanométer átmérőjű. A kvantummechanika – a nagyon kis mennyiségek világát szabályozó szabályok halmaza – birodalmában az atomok részecskékként és apró hullámokként is viselkedhetnek, így hullámszerű hélium atomok nyalábja, amely egy rácson keresztül elhajlik, annyira meggörbült, hogy létrejött. egy örvény, amely dugóhúzóként hordta át az űrt.
Az örvényatomok ezután egy detektorba ütköztek, amely több nyalábot mutatott – különböző mértékben és eltérő szögimpulzussal – apró, fánkszerű gyűrűk formájában. A tudósok azt is észrevették, hogy a három központi örvény belsejébe még kisebb és fényesebb gyűrűk ékelődnek be. Ezek a hélium excimerek jelei – olyan molekulák, amelyek akkor keletkeznek, amikor az egyik energetikailag gerjesztett héliumatom egy másik héliumatomhoz tapad.
A spirálkötegben lévő atomoknak adott orbitális szögimpulzus megváltoztatja a kvantummechanikai szelekciós szabályokat is, amelyek meghatározzák, hogy a csavart atomok hogyan lépnek kölcsönhatásba más részecskékkel. Ezután a kutatók ezeket a héliumnyalábokat fotonokra, elektronokra és a héliumtól eltérő elemek atomjaira bontják, hogy megnézzék, hogyan viselkedhetnek másként.
Ha az örvénynyaláb valóban másként viselkedik, ideális jelölt lehet egy új típusú mikroszkóp számára, amely szubatomi szinten képes vizsgálni a feltáratlan részleteket.
Olvassa el még:
- A tudósok a laboratóriumban létrehoztak egy lehetséges héliumzáport a Jupiteren
- A fizikusok véletlenül új felfedezést tettek a fekete lyukakkal kapcsolatban