Fisikawan telah menciptakan berkas pusaran atom pertama di dunia - pusaran atom dan molekul yang berputar-putar dengan sifat misterius yang belum dipahami.
Dengan mengirimkan berkas lurus atom helium melalui kisi-kisi celah kecil, para ilmuwan dapat menggunakan aturan aneh mekanika kuantum untuk mengubah berkas menjadi pusaran yang berputar. Rotasi sinar ini, yang disebut momentum sudut orbital, memberinya arah gerak baru, memungkinkannya bertindak dengan cara yang belum diprediksi oleh para peneliti. Sebagai contoh, para ilmuwan percaya bahwa atom yang berputar dapat menambahkan berkas dimensi tambahan ke magnetisme, di antara efek tak terduga lainnya, karena elektron dan inti di dalam pusaran atom berputar pada kecepatan yang berbeda.
Para peneliti menciptakan sinar dengan mengarahkan atom helium melalui kisi-kisi celah kecil, masing-masing berdiameter hanya 600 nanometer. Dalam bidang mekanika kuantum – seperangkat aturan yang mengatur dunia dalam jumlah yang sangat kecil – atom dapat berperilaku sebagai partikel dan sebagai gelombang kecil, sehingga seberkas atom helium seperti gelombang didifraksikan melalui kisi, dibengkokkan sedemikian rupa sehingga terbentuk pusaran yang meluncur melalui ruang seperti pembuka botol.
Atom pusaran itu kemudian menabrak detektor, yang menunjukkan beberapa sinar – difraksi ke derajat yang berbeda dan dengan momentum sudut yang berbeda – dalam bentuk cincin kecil seperti donat. Para ilmuwan juga melihat cincin yang lebih kecil dan lebih terang terjepit di dalam tiga pusaran pusat. Ini adalah tanda-tanda helium excimers – molekul yang terbentuk ketika satu atom helium yang tereksitasi secara energetik menempel pada atom helium lainnya.
Momentum sudut orbital yang diberikan kepada atom-atom di dalam ikatan spiral juga mengubah aturan seleksi mekanika kuantum yang menentukan bagaimana atom yang terpelintir akan berinteraksi dengan partikel lain. Selanjutnya, para peneliti akan memecah berkas helium ini menjadi foton, elektron, dan atom unsur selain helium untuk melihat bagaimana mereka berperilaku.
Jika sinar pusaran memang berperilaku berbeda, itu bisa menjadi kandidat ideal untuk jenis mikroskop baru yang dapat mempelajari detail yang belum dijelajahi di tingkat subatomik.
Baca juga:
- Para ilmuwan menciptakan kemungkinan hujan helium di Jupiter di laboratorium
- Fisikawan secara tidak sengaja membuat penemuan baru tentang lubang hitam