Dalam atom 'bebas' yang dipahami oleh fisikawan-mengkonfirmasi teori yang sudah berusia seabad tentang mekanika kuantum
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mengamati atom solo yang mengambang dengan bebas dan berinteraksi di luar angkasa. Penemuan ini membantu mengkonfirmasi beberapa prinsip paling mendasar dari mekanika kuantum Itu pertama kali diprediksi lebih dari seabad yang lalu tetapi tidak pernah secara langsung diverifikasi.
Atom individu terkenal sulit untuk diamati karena sifat kuantumnya. Para peneliti tidak dapat, misalnya, mengetahui posisi atom dan kecepatannya pada saat yang sama, karena keanehan kuantum. Tetapi menggunakan teknik laser tertentu, mereka telah menangkap gambar awan atom.
“Ini seperti melihat awan di langit, tetapi bukan molekul air individu yang membentuk awan,” Martin Zwierleinseorang fisikawan di MIT dan rekan penulis penelitian baru, mengatakan dalam a penyataan.
Metode baru melangkah lebih jauh, memungkinkan para ilmuwan untuk menangkap gambar atom “bebas” di ruang bebas. Pertama, Zwierlein dan rekan -rekannya menguatkan awan atom natrium dalam perangkap longgar pada suhu ultracold. Kemudian, mereka menembakkan kisi -kisi cahaya laser melalui awan untuk membekukan atom sementara di tempatnya. Laser fluoresen kedua kemudian menerangi posisi atom individu.
Atom yang diamati milik kelompok yang disebut Bosons. Partikel -partikel ini memiliki keadaan mekanik kuantum yang sama dan, sebagai hasilnya, berperilaku seperti gelombang, berkumpul bersama. Konsep ini adalah yang pertama diusulkan oleh fisikawan Prancis Louis de Broglie Pada tahun 1924 dan kemudian dikenal sebagai “gelombang de Broglie.”
Benar saja, Bosons Zwierlein dan timnya mengamati perilaku gelombang de Broglie. Para peneliti juga menangkap gambar lithium fermions – jenis partikel yang mengusir partikel yang sama daripada berkumpul bersama.
Hasilnya diterbitkan 5 Mei di jurnal Surat Ulasan Fisik. Dua kelompok lain melaporkan menggunakan teknik serupa untuk mengamati pasangan boson dan fermion dalam edisi yang sama dari jurnal.
“Kami dapat melihat atom tunggal di awan atom yang menarik ini dan apa yang mereka lakukan dalam kaitannya satu sama lain, yang indah,” kata Zwierlein.
Di masa depan, tim berencana untuk menggunakan teknik baru-yang disebut “mikroskop yang diselesaikan dengan atom”-untuk menyelidiki fenomena mekanik kuantum lainnya. Sebagai contoh, mereka dapat menggunakannya untuk mencoba mengamati “efek aula kuantum,” di mana elektron disinkronkan di bawah pengaruh medan magnet yang kuat.
