Fiziki so ustvarili prvi atomski vrtinčni žarek na svetu – vrtinčasti vrtinec atomov in molekul s skrivnostnimi lastnostmi, ki jih je treba še razumeti.
S pošiljanjem ravnega žarka atomov helija skozi mrežo drobnih rež so znanstveniki lahko uporabili nenavadna pravila kvantne mehanike, da so žarek spremenili v vrteči se vrtinec. Ta rotacija žarka, imenovana orbitalni kotni moment, mu daje novo smer gibanja, kar mu omogoča, da deluje na načine, ki jih raziskovalci še niso predvideli. Znanstveniki na primer verjamejo, da lahko vrteči se atomi dodajo žarek dodatnih razsežnosti magnetizmu, med drugimi nepredvidljivimi učinki, zaradi elektronov in jeder znotraj spiralno vrtinčenih atomov, ki se vrtijo z različnimi hitrostmi.
Raziskovalci so žarek ustvarili tako, da so atome helija usmerili skozi mrežo drobnih rež, od katerih vsaka meri le 600 nanometrov v premeru. Na področju kvantne mehanike – nabora pravil, ki urejajo svet zelo majhnih količin – se lahko atomi obnašajo kot delci in kot drobni valovi, tako da se žarek valov podobnih atomov helija, ki se ulomi skozi mrežo, upogne tako močno, da nastane vrtinec, ki je valil skozi vesolje kot zamašek.
Atomi vrtinca so nato zadeli detektor, ki je pokazal več žarkov - uklonenih v različnih stopnjah in z različnimi kotnimi momenti - v obliki drobnih obročkov podobnih krofom. Znanstveniki so opazili še manjše in svetlejše obroče, zagozdene znotraj treh osrednjih vrtincev. To so znaki helijevih ekscimerjev – molekul, ki nastanejo, ko se en energijsko vzbujen atom helija prilepi na drug atom helija.
Orbitalni kotni moment, ki ga posredujemo atomom znotraj spiralnega snopa, prav tako spremeni kvantnomehanska izbirna pravila, ki določajo, kako bodo zviti atomi delovali z drugimi delci. Nato bodo raziskovalci te helijeve žarke razdelili na fotone, elektrone in atome elementov, ki niso helij, da bi videli, kako bi se drugače obnašali.
Če se vrtinčni žarek res obnaša drugače, bi lahko bil idealen kandidat za novo vrsto mikroskopa, ki lahko preučuje neraziskane podrobnosti na subatomski ravni.
Preberite tudi:
- Znanstveniki so v laboratoriju poustvarili možno helijevo prho na Jupitru
- Fiziki so po naključju prišli do novega odkritja o črnih luknjah