دانشمندان حرکت موجی اتمها را با پراش از گرافن اثبات کردند؛ گشایش جدید در فیزیک کوانتومی

دانشمندان حرکت موجی اتمها را با پراش از گرافن اثبات کردند؛ گشایش جدید در فیزیک کوانتومی, دانشمندان مرکز هوافضای آلمان (DLR) با انجام آزمایشی که تا پیش از این غیرممکن ارزیابی میشد، ثابت کردند اتمها میتوانند رفتار موجی داشته باشند. این دستاورد با استفاده از اتمهای هلیم و هیدروژن و یک ورق گرافن با ضخامت یک اتم حاصل شده و درهای تازهای در فیزیک کوانتومی گشوده است.

تاریخچه کشف پراش ذره و چالش اتمها ریشه این پژوهش به تقریباً یک قرن پیش و سال ۱۹۲۷ برمیگردد، زمانی که جرج پاجت تامسون نشان داد الکترونها هنگام عبور از شبکه کریستالی، الگوی پراشی ایجاد میکنند که نشاندهنده طبیعت موجی آنهاست. این کشف پایهگذاری میکروسکوپهای الکترونی شد.

ن DLR اتمهای هلیم و هیدروژن را به سمت یک لایه تکاتمی گرافن شلیک کردند.

به شگفتی، پس از ۱۰۰ ساعت شلیک مداوم، گرافن هیچ آسیبی ندیده و الگوی پراش دایرهای و شفافی ثبت گردید. این نخستین نمایش موفق پراش اتمی از یک شبکه کریستالی است. کلید این موفقیت در دینامیک انرژی نهفته است؛ اتمها از طریق مبادله ناهمگام انرژی با اتمهای گرافن، همبستگی کوانتومی و طبیعت موجی خود را حفظ کردند.

یشود. کاربردهای آینده تداخلسنجهای فوقحساس و امواج گرانشی دلالتهای این آزمایش فراتر از فیزیک بنیادی گسترده است.

دانشمندان میتوانند با بهرهگیری از این پدیده، تداخلسنجهای اتمی با حساسیت بیسابقه بسازند. یکی از مهمترین کاربردهای پیشبینیشده، شناسایی امواج گرانشی با دقتی بالاتر از رصدخانههای کنونی است. نتایج این مطالعه در حال حاضر در وبسایت برای ارزیابی در دسترس قرار دارد و میتواند پیشگام جهش بزرگی در تکنولوژیهای کوانتومی باشد.