בפעם הראשונה, פיזיקאים יצרו באופן מלאכותי טורנדו ממערבולת מסתחררת של אטומי הליום

פיזיקאים יצרו את אלומת המערבולת האטומית הראשונה בעולם - מערבולת מסתחררת של אטומים ומולקולות עם תכונות מסתוריות שטרם הובנו.

על ידי שליחת קרן ישרה של אטומי הליום דרך סריג של חריצים זעירים, הצליחו מדענים להשתמש בכללים המוזרים של מכניקת הקוונטים כדי להפוך את הקרן למערבולת מסתובבת. סיבוב זה של הקרן, הנקרא תנע זוויתי מסלולי, נותן לה כיוון תנועה חדש, ומאפשר לה לפעול בדרכים שחוקרים עדיין לא חזו. לדוגמה, מדענים מאמינים שאטומים מסתובבים יכולים להוסיף אלומה בעלת ממדים נוספים למגנטיות, בין שאר השפעות בלתי צפויות, בשל האלקטרונים והגרעינים שבתוך אטומי המערבולת המסתחררים מסתובבים במהירויות שונות.

החוקרים יצרו את האלומה על ידי הפניית אטומי הליום דרך רשת של חריצים זעירים, כל אחד בקוטר של 600 ננומטר בלבד. בתחום מכניקת הקוונטים - מערכת הכללים השולטת בעולם הכמויות הקטנות מאוד - אטומים יכולים להתנהג כחלקיקים וכגלים זעירים, כך שקרן של אטומי הליום דמויי גל התפצלה דרך סריג, התכופפה כל כך עד שנוצרה מערבולת שחצה בחלל כמו חולץ פקקים.

לאחר מכן פגעו אטומי המערבולת בגלאי, שהראה כמה אלומות - מבוטלות בדרגות שונות ועם תנע זוויתי שונה - בצורה של טבעות זעירות דמויות סופגניה. המדענים גם הבחינו בטבעות קטנות ובהירות עוד יותר התקועות בתוך שלוש המערבולות המרכזיות. אלו הם סימנים של הליום אקצימרים - מולקולות שנוצרות כאשר אטום הליום נרגש אנרגטית נדבק לאטום הליום אחר.

התנע הזוויתי המסלולי המועבר לאטומים בתוך צרור הספירלה משנה גם את כללי הבחירה המכאנית הקוונטית שקובעים כיצד האטומים המעוותים יתקשרו עם חלקיקים אחרים. בשלב הבא, החוקרים ישברו את קרני ההליום הללו לפוטונים, אלקטרונים ואטומים של יסודות שאינם הליום כדי לראות כיצד הם עלולים להתנהג אחרת.

אם אלומת המערבולת אכן מתנהגת אחרת, היא עשויה להיות מועמד אידיאלי לסוג חדש של מיקרוסקופ שיכול לחקור פרטים לא נחקרים ברמה התת-אטומית.

קרא גם:

• מדענים שיחזרו מקלחת הליום אפשרית על צדק במעבדה
• פיזיקאים גילו בטעות תגלית חדשה על חורים שחורים