Físicos criaram o primeiro feixe de vórtice atômico do mundo - um vórtice rodopiante de átomos e moléculas com propriedades misteriosas que ainda precisam ser compreendidas.
Ao enviar um feixe reto de átomos de hélio através de uma treliça de pequenas fendas, os cientistas foram capazes de usar as estranhas regras da mecânica quântica para transformar o feixe em um vórtice giratório. Essa rotação do feixe, chamada de momento angular orbital, dá a ele uma nova direção de movimento, permitindo que ele aja de maneiras que os pesquisadores ainda não previram. Por exemplo, os cientistas acreditam que os átomos giratórios podem adicionar um feixe de dimensões adicionais ao magnetismo, entre outros efeitos imprevisíveis, devido aos elétrons e núcleos dentro dos átomos do vórtice em espiral girando em velocidades diferentes.
Os pesquisadores criaram o feixe direcionando átomos de hélio através de uma grade de pequenas fendas, cada uma medindo apenas 600 nanômetros de diâmetro. No domínio da mecânica quântica – o conjunto de regras que governam o mundo de quantidades muito pequenas – os átomos podem se comportar como partículas e como ondas minúsculas, então um feixe de átomos de hélio em forma de onda difratou através de uma treliça, dobrando-se tanto que se formou um vórtice que percorria o espaço como um saca-rolhas.
Os átomos do vórtice então atingiram um detector, que mostrou vários feixes – difratados em diferentes graus e com momento angular diferente – na forma de minúsculos anéis semelhantes a rosquinhas. Os cientistas também notaram anéis ainda menores e mais brilhantes presos dentro dos três vórtices centrais. Estes são sinais de excímeros de hélio – moléculas formadas quando um átomo de hélio excitado energeticamente adere a outro átomo de hélio.
O momento angular orbital transmitido aos átomos dentro do feixe espiral também altera as regras de seleção da mecânica quântica que determinam como os átomos torcidos irão interagir com outras partículas. Em seguida, os pesquisadores vão quebrar esses feixes de hélio em fótons, elétrons e átomos de outros elementos além do hélio para ver como eles podem se comportar.
Se o feixe de vórtice realmente se comportar de maneira diferente, pode ser um candidato ideal para um novo tipo de microscópio que pode estudar detalhes inexplorados no nível subatômico.
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