Fyzici vytvorili prvý atómový vírový lúč na svete – víriaci vír atómov a molekúl so záhadnými vlastnosťami, ktoré ešte neboli pochopené.
Poslaním priameho lúča atómov hélia cez mriežku malých štrbín vedci dokázali pomocou podivných pravidiel kvantovej mechaniky premeniť lúč na rotujúci vír. Táto rotácia lúča, nazývaná orbitálny moment hybnosti, mu dáva nový smer pohybu, čo mu umožňuje konať spôsobom, ktorý výskumníci ešte nepredpovedali. Vedci sa napríklad domnievajú, že rotujúce atómy môžu k magnetizmu pridať lúč ďalších rozmerov, okrem iných nepredvídateľných efektov v dôsledku elektrónov a jadier vo vnútri špirálovitých vírových atómov, ktoré sa otáčajú rôznymi rýchlosťami.
Výskumníci vytvorili lúč nasmerovaním atómov hélia cez mriežku malých štrbín, z ktorých každá meria iba 600 nanometrov v priemere. V oblasti kvantovej mechaniky – súboru pravidiel, ktorými sa riadi svet veľmi malých veličín – sa atómy môžu správať ako častice a ako drobné vlny, takže lúč vlnovitých atómov hélia sa difraktoval cez mriežku, ohýbal sa natoľko, že sa vytvoril vír, ktorý sa valil priestorom ako vývrtka.
Vírivé atómy potom zasiahli detektor, ktorý ukázal niekoľko lúčov – difraktovaných v rôznych stupňoch a s rôznym uhlovým momentom hybnosti – vo forme malých prstencovitých šišiek. Vedci si tiež všimli ešte menšie a jasnejšie prstence zaklinené vo vnútri troch centrálnych vírov. Toto sú znaky héliových excimerov – molekúl vytvorených, keď sa jeden energeticky excitovaný atóm hélia nalepí na iný atóm hélia.
Orbitálny moment hybnosti udelený atómom vo vnútri špirálového zväzku tiež mení pravidlá kvantového mechanického výberu, ktoré určujú, ako budú skrútené atómy interagovať s inými časticami. Ďalej výskumníci rozdelia tieto héliové lúče na fotóny, elektróny a atómy prvkov iných ako hélium, aby zistili, ako inak by sa mohli správať.
Ak sa vírový lúč skutočne správa inak, mohol by byť ideálnym kandidátom na nový typ mikroskopu, ktorý dokáže študovať nepreskúmané detaily na subatomárnej úrovni.
Prečítajte si tiež:
- Vedci v laboratóriu znovu vytvorili možnú héliovú spŕšku na Jupiteri
- Fyzici náhodou urobili nový objav o čiernych dierach