นักฟิสิกส์ได้สร้างลำแสงน้ำวนอะตอมลำแรกของโลก ซึ่งเป็นกระแสน้ำวนที่หมุนวนของอะตอมและโมเลกุลที่มีคุณสมบัติลึกลับที่ยังไม่เข้าใจ
ด้วยการส่งลำแสงตรงของอะตอมฮีเลียมผ่านช่องเล็กๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้กฎแปลกๆ ของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อเปลี่ยนลำแสงให้กลายเป็นกระแสน้ำวน การหมุนของลำแสงนี้เรียกว่าโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร ทำให้มีทิศทางการเคลื่อนที่ใหม่ ทำให้สามารถกระทำการในลักษณะที่นักวิจัยยังไม่สามารถคาดการณ์ได้ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอะตอมที่หมุนได้สามารถเพิ่มลำแสงของมิติเพิ่มเติมให้กับอำนาจแม่เหล็ก ท่ามกลางผลกระทบที่คาดเดาไม่ได้อื่นๆ เนื่องจากอิเล็กตรอนและนิวเคลียสภายในอะตอมของกระแสน้ำวนหมุนวนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน
นักวิจัยสร้างลำแสงโดยการบังคับอะตอมของฮีเลียมผ่านช่องตารางเล็กๆ ซึ่งแต่ละช่องมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 600 นาโนเมตร ในขอบเขตของกลศาสตร์ควอนตัม – ชุดของกฎที่ควบคุมโลกที่มีปริมาณน้อยมาก – อะตอมสามารถประพฤติตนเป็นอนุภาคและเป็นคลื่นเล็กๆ ได้ ดังนั้นลำแสงของอะตอมฮีเลียมที่มีลักษณะคล้ายคลื่นจึงหักเหผ่านโครงตาข่าย โค้งงอมากจนเกิดเป็นรูปร่างขึ้น กระแสน้ำวนที่พุ่งทะลุอวกาศเหมือนเกลียวเหล็กไขจุก
จากนั้นอะตอมของกระแสน้ำวนก็ชนเครื่องตรวจจับ ซึ่งแสดงลำแสงหลายอันที่หักเหไปยังองศาต่างๆ และมีโมเมนตัมเชิงมุมต่างกัน ในรูปของวงแหวนเล็กๆ คล้ายโดนัท นักวิทยาศาสตร์ยังสังเกตเห็นวงแหวนที่เล็กกว่าและสว่างกว่าซึ่งฝังอยู่ภายในกระแสน้ำวนกลางทั้งสาม สิ่งเหล่านี้เป็นสัญญาณของฮีเลียมเอ็กไซเมอร์ – โมเลกุลที่ก่อตัวขึ้นเมื่ออะตอมของฮีเลียมที่กระตุ้นด้วยพลังงานเกาะติดกับอะตอมของฮีเลียมอีกอะตอมหนึ่ง
โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรที่ส่งไปยังอะตอมภายในมัดเกลียวยังเปลี่ยนกฎการเลือกเชิงกลควอนตัมที่กำหนดว่าอะตอมที่บิดเบี้ยวจะมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคอื่นอย่างไร ต่อไป นักวิจัยจะแบ่งลำแสงฮีเลียมเหล่านี้ออกเป็นโฟตอน อิเล็กตรอน และอะตอมของธาตุอื่นที่ไม่ใช่ฮีเลียม เพื่อดูว่าพวกมันจะมีพฤติกรรมอย่างไร
หากลำแสงน้ำวนมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปจริง ๆ ก็อาจเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับกล้องจุลทรรศน์ชนิดใหม่ที่สามารถศึกษารายละเอียดที่ยังไม่ได้สำรวจในระดับอนุอะตอม
อ่าน:
- นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างฝักบัวฮีเลียมขึ้นใหม่บนดาวพฤหัสบดีในห้องทดลอง
- นักฟิสิกส์บังเอิญค้นพบหลุมดำใหม่