Nézze meg a sporthíreket is
Iratkozzon fel hírlevelünkre Nézze meg a sporthíreket is
Forradalmi fotók a kavntumfizika rejtélyes világából
Ez az első eset, hogy a fizikusok hullámként viselkedő egyes atomok tiszta képét rögzítették. A kép fluoreszkáló atomok éles pöttyeit mutatja, amint homályos hullámcsomagok foltjaivá alakulnak.
A kép a kvantumfizika egyik sarokpontját bizonyítja, azt, hogy az atomok részecskeként és hullámként is léteznek.
A dolgozat szerzői azt írják, hogy ez az új technika komplexebb rendszerek képalkotására is használható lehet, bepillantást nyújtva a fizika néhány alapvető kérdéseibe. Louis de Broglie, francia fizikus vetette fel először, 1924-ben, majd Erwin Schrödinger két évvel később ki is dolgozta a hullám-részecske kettősséget, miszerint minden kvantum méretű objektum egyszerre részecskeként és hullámként létezik. Schrödinger híres egyenletét a fizikusok tipikusan úgy interpretálják, hogy az atomok hullámszerű valószínűség-csomagokként léteznek a térben, melyek diszkrét részecskékké omlanak össze a megfigyelés során. Bár ez a jelenség rejtélyesen kontraintuitív, a kvantumvilágnak ezt a bizarr tulajdonságát számos kísérlet igazolta.
A képalkotáshoz a fizikusok először közel abszolút nulla fokra hűtötték a lítiumatomokat úgy, hogy lézerből fotonokkal bombázva megfosztották őket a lendületüktől. Amint az atomok lehűltek, több lézernyaláb csapdába ejtette őket egy optikai rácsban, úgynevezett diszkrét csomagokként. A lehűtött és ekként korlátozott atomokkal az optikai rácsot periodikusan ki-be kapcsolták – kiterjesztve az atomokat egy korlátozott közel-részecske állapotból egy hullámhoz hasonlítóhoz, azután vissza. Egy mikroszkóp-kamera rögzítette a részecske állapotban lévő atomok által kibocsátott fényt két különböző időben, e kettő között az atomok pedig hullámként viselkedtek.
A szerzők a sok felvételből megkapták ennek a hullámnak az alakját és azt is megfigyelték, hogyan terjed ki az időben, ami tökéletesen egyezést mutatott Schrödinger egyenletével.
Bővülhet a furcsa anyagállapotról való tudásunk
Ez a képalkotó módszer mintát vesz a hullámfunkció sűrűségből, nem másként, mint egy CCD kamera pixelei. (A CCD kamera gyakori digitális kamera típus, ami egy töltés-párosított eszközt használ a képrögzítéshez.)
A tudósok azt nyilatkozták, hogy ez a kép csak egy egyszerű demonstráció. Következő lépésük az lesz, hogy kevéssé értett, erősen kölcsönható atomok rendszereit tanulmányozzanak vele. Az ilyen rendszerek tanulmányozása bővítheti a furcsa anyagállapotokról való tudásunkat, mint például amik a rendkívül sűrű neutroncsillagok magjában találhatók, vagy a kvark-gluon plazmáná, amiről úgy vélik, hogy létezett már röviddel az Ősrobbanás után.
(Forrás: Live Science )
