تست عنوان
close
فدراسیون سرآمدان علمی ایران | اخبار | آزمایش تئوری استاندارد کوانتوم توسط ذره های بزرگ
متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۶/۰۵/۲۴

تعداد بازدید : ۲۵۰

تعداد رای : ۳

آزمایش تئوری استاندارد کوانتوم توسط ذره های بزرگ

در دانشگاه وین، دانشمندان در گروه نانوفیزیکِ کوانتومی به رهبری "مارکوس آرندت" مولکولهای ارگانیکِ پیچیده را به عنوان ذرات موج گونه آماده کردند. این کار بوسیله ی تبخیر آنها از یک نقطه ی میکرونی در خلاء بالا و دادنِ زمان کافی برای تکامل انجام میشود.

در مکانیک کوانتومی ذرات میتوانند بصورت موج عمل کرده و راههای زیادی را همزمان در یک آزمایش انتخاب کنند. برای مشخص کردن احتمال رسیدن یک ذره به یک مکان به جای 3 یا تعداد بیشتری مسیر، تنها نیاز به یک جفت مسیر داریم. دانشمندان با استفاده از تداخل امواجِ مولکولهای بزرگ در پسِ مجموعه ای از شکافهای تکی، دوگانه و سه گانه برای اولین بار به روشنی به این پرسش پاسخ داده اند.

 مکانیک کوانتومی مشخص میکند که مواد چگونه در مقیاسهای بسیار کوچک رفتار میکنند. در هر صورت، نبودِ پدیده های کوانتومی در زندگی روزانه باعث شده تا دانشمندان در پی راهی برای نشان دادن این پدیده ها در مقیاسهای بزرگتر باشند و ذره های غول پیکر گزینه های بسیار خوبی برای اینکار به حساب می آیند. یک گزینه جستجو برای تداخلهای مرتبه ی بالا است. در مکانیک کوانتومی استاندارد، الگوی تداخل ناشی از تعداد دلخواه مسیرهای باز و غیر متقابل، همیشه می تواند توسط تمام ترکیب های جفت مسیر شرح داده شود. هر طرح باقی مانده ای به تداخلهای مرتبه ی بالا نسبت داده میشود و نشانگر احتمالی ِ فیزیکی جدید است. هر چند این قوانین در گذشته توسط نور و امواج ماکروویو امتحان شده است اما اکنون دانشمندان در پیِ آزمایش با مولکولهای بزرگ هستند. این ایده برای بیش از 20 سال وجود داشته است اما اکنون بتازگی تکنولوژی مورد نیاز برای چنین آزمایشی در دست دانشمندان قرار گرفته  است. 

پراشِ چند شکافیِ موج- ذرّه
در دانشگاه وین، دانشمندان در گروه نانوفیزیکِ کوانتومی به رهبری "مارکوس آرندت" مولکولهای ارگانیکِ پیچیده را به عنوان ذرات موج گونه آماده کردند. این کار بوسیله ی تبخیر آنها از یک نقطه ی میکرونی در خلاء بالا و دادنِ زمان کافی برای تکامل انجام میشود. بعد از مدتی، هر مولکول نامنظم شده و در یک لحظه در مکانهای مختلفی پخش میشود. این به این معنا است که وقتی مولکولی با ماسکی از چند شکاف روبرو میشود میتواند از چند شکاف به صورت موازی عبور کند. با مقایسه ی دقیقِ مکان مولکولهایی که به آشکارساز های پشت مجموعه ای از شکافهای تکی، دوتایی و سه تایی میرسند آنها قادر بودند تا چگونگی طی شدنِ مسیرهای چندگانه را مشخص کنند.

جزء اصلی این آزمایش ماسک است. یک غشاء فوقِ نازک که آرایه هایی از شکاف های تکی، دوتایی و سه تایی در آن تعبیه شده است. پژوهشگران مجبور به ساخت ماسک پراشی بوده اند که انحراف بیشینه در شکاف، از اندازه ی مولکولهای پراش یافته زیاد بزرگتر نباشد. این ماسک در آزمایشگاه دانشگاه وین مورد آزمایش قرار گرفت و پژوهشگران مولکولهای مختلفی با سرعتهای متفاوت را بر روی این ماسکها امتحان کردند. در همه ی این آزمایشها، دانشمندان متوجه شدند که طرح تداخلی مطابق انتظارات مکانیک کوانتومی رفتار کرده است و مرز انحرافات در حد یک اتم در صد اتم بوده است. این برای اولین بار است که چنین آزمایشی با استفاده از ذرات بسیار بزرگ انجام میشود. این آزمایش نشان میدهد که چیزهای عجیب که کوانتوم پیش بینی میکند تنها برای ذره ها اتفاق نمیافتد و این نتیجه گیری بسیار با اهمیت است. 


نتایج این فعالیت پژوهشی در مجله  Science Advances به چاپ رسیده است. 

برای مشاهده این مقاله، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)