.jpg)
يتم استقطاب الذرات بواسطة شعاع الضوء وتبدأ في جذب بعضها البعض.
يمكن صنع الذرات لجذب بعضها البعض باستخدام الضوء.
من الناحية النظرية ، تم التنبؤ بهذا التأثير لفترة طويلة جدًا. ومع ذلك ، فإن مركز فيينا لعلوم وتكنولوجيا الكم (VCQ) في جامعة فيينا للتكنولوجيا ، بالتعاون مع جامعة إنسبروك ، قام الآن بقياس هذه الاربطة الذرية الغريبة لأول مرة. يمكن استخدام هذا التفاعل لمعالجة الذرات شديدة البرودة ، وقد يكون للتأثير أيضًا دور في كيفية تشكل الجزيئات في الفضاء. نُشرت النتائج مؤخرًا في مجلة Physical Review X.
شحنة موجبة وسالبة
النواة الذرية موجبة الشحنة محاطة بإلكترونات سالبة الشحنة في ذرة متعادلة كهربائيًا ، والتي تحيط بالنواة الذرية مثل السحابة. يوضح البروفيسور فيليب هاسلينجر ، الذي يدعم بحثه في Atominstitut في جامعة فيينا للتكنولوجيا برنامج FWF START: "إذا قمت الآن بتشغيل مجال كهربائي خارجي ، فإن توزيع الشحنة هذا يتغير قليلاً". "الشحنة الموجبة تتحول قليلاً في اتجاه واحد ، والشحنة السالبة قليلاً في الاتجاه الآخر ، والذرة فجأة لها جانب موجب وسالب ، وهي مستقطبة."
نظرًا لأن الضوء هو مجرد مجال كهرومغناطيسي يتغير بسرعة كبيرة ، يمكن أيضًا تحقيق تأثير الاستقطاب هذا باستخدام ضوء الليزر. عندما توجد العديد من الذرات بالقرب من بعضها البعض ، فإن ضوء الليزر يستقطبها جميعًا تمامًا بنفس الطريقة ، سواء كانت موجبة على اليسار وسالبة على اليمين ، أو العكس. في كلتا المرتين ، تحرك ذرتان متجاورتان شحنتهما المتقابلة في اتجاه بعضهما البعض ، مما يخلق قوة جذابة.
تجارب مع مصيدة الذرة
تقول ميرا مايوجر من جامعة فيينا للتكنولوجيا ، المؤلفة الأولى للنشر: "هذه قوة جذب ضعيفة جدًا ، لذا عليك إجراء التجربة بعناية فائقة حتى تتمكن من قياسها". "إذا كانت الذرات تمتلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتتحرك بسرعة ، فإن القوة الجاذبة تختفي على الفور. وهذا هو سبب استخدام سحابة من الذرات شديدة البرودة ".
يتم التقاط الذرات أولاً وتبريدها في مصيدة مغناطيسية على شريحة ذرة ، وهي تقنية تم تطويرها في Atominstitut في مجموعة البروفيسور يورغ شميدماير. ثم يتم إيقاف تشغيل المصيدة وإطلاق الذرات في حالة السقوط الحر. السحابة الذرية "شديدة البرودة" عند أقل من جزء من المليون من كلفن ، ولكن لديها طاقة كافية للتوسع خلال الهبوط. ومع ذلك ، إذا تم استقطاب الذرات بشعاع ليزر خلال هذه المرحلة ، وبالتالي يتم إنشاء قوة جذب بينها ، فإن هذا التمدد في السحابة الذرية يتباطأ - وهذه هي الطريقة التي يتم بها قياس القوة الجذابة.
مختبر الكم والفضاء
يقول ماتياس سونلايتنر ، الذي وضع الأساس النظري للتجربة: "إن استقطاب الذرات الفردية بأشعة الليزر ليس بالأساس شيئًا جديدًا". "الشيء المهم في تجربتنا ، مع ذلك ، هو أننا نجحنا لأول مرة في استقطاب عدة ذرات معًا بطريقة مضبوطة ، مما خلق قوة جذب قابلة للقياس بينها."
قوة الجذب هذه هي أداة مكملة للتحكم في الذرات الباردة. ولكنه قد يكون أيضًا مهمًا في الفيزياء الفلكية: "في اتساع الفضاء ، يمكن للقوى الصغيرة أن تلعب دورًا مهمًا" ، كما يقول فيليب هاسلينجر. "هنا ، تمكنا من أن نظهر لأول مرة أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن أن يولد قوة بين الذرات ، مما قد يساعد في إلقاء ضوء جديد على سيناريوهات الفيزياء الفلكية التي لم يتم شرحها بعد."
المصدر