حالت جدیدی از ماده برای نخستین بار کشف شد

کرونوس – دانشمندان حالت جدیدی از ماده را معرفی کردند که در آن اتم‌ها درون اتم‌های قرار داده می‌شوند.

این تحقیق توسط دانشگاه فنی وین، دانشگاه هاروارد و دانشگاه رایس انجام شده و در Physical Review Letters منتشر شده است.

به این حالت جدید از ماده نام «پولارون رایدبرگ» داده شده است و هنگامی ایجاد می‌شود که اتمی در فضای خالی بین الکترون و هسته‌ی یک اتم قرار داده شود.

دکتر یواخیم بورگدورفر، یکی از نویسندگان این تحقیق از دانشگاه وین در بیانیه‌ای گفت: «متوسط فاصله‌ی میان هسته و الکترون در یک اتم می‌تواند چندصد نانومتر باشد که هزاران برابر بیشتر از شعاع یک اتم هیدروژن است.»

این محققین برای دستیابی به حالت جدید ماده، از اتم‌های استرونتیم ماده‌ای که به «چگالیده‌ی بوز-اینشتین» معروف است را ساختند. این حالتی از ماده است که در آن دمای اتم‌ها به صفر مطلق می‌رسد. در این دما، اتم‌ها از خود رفتار کوانتومی غیرعادی نشان می‌دهند و به حالت‌های کوانتوم درمی‌آیند.

دانشمندان سپس با استفاده از لیزر به یکی از اتم‌ها انرژی منتقل کردند که باعث شد الکترون آن به فاصله‌ی دورتری از هسته‌اش پرتاب شود و با زیاد شدن شعاع اتم، اتم رایدبرگ شکل گرفت. در نتیجه می‌شد ۱۷۰ اتم استرونتیم را در فاصله‌ی بین الکترون‌ها و هسته‌ی این اتم قرار داد.

وجود اتم‌های دیگر بین الکترون و هسته‌ی اتم رایدبرگ موجب کم شدن تأثیر این دو به هم شده و به همین دلیل در بعضی از مواقع الکترون از اتم بیرون می‌جهید. همین موضوع موجب ایجاد پیوندی ضعیف بین اتم رایدبرگ و اتم‌های دیگر می‌شود که موجب شکل‌گیری حالت عجیبی از ماده – حالت پولارون رایدبرگ – می‌شود.

این حالت تنها در دماهای بسیار پایین ممکن است، اما همین امکان انجام آزمایشات نوین فیزیک را در آینده می‌دهد. این نخستین بار است که پولارون رایدبرگ دیده می‌شود. پیش از این، مولکول‌های رایدبرگ را مشاهده کرده بودیم که در آن‌ها، الکترونی که از هسته خیلی دور شده موجب ایجاد پیوند اتم با اتم‌های دیگر می‌شود.

بورگدورفر می‌گوید: «این حالت از ماده که پیوندهای ضعیف برقرار می‌کند برای ما امکان جدید و هیجان‌انگیز مطالعه‌ی فیزیک اتم‌های فوق سرد را می‌دهد. بدین روش ما خواهیم توانست ویژگی‌های ماده‌ی چگال بوز-اینشتین را در ابعاد بسیار کوچک و با دقت بسیار بالا بررسی کنیم.»

این تحقیق خیابان‌های فتح‌ناشده‌ی زیادی را به ما نشان می‌دهند که در آینده قابل مطالعه خواهند بود از جمله بررسی اثر پولارون‌ها بر روی یکدیگر. اما فعلاً این را می‌توان اکتشاف بزرگی در فیزیک زیراتمی به شمار آورد.

درباره هیأت تحریریه

این مقاله توسط هیأت تحریریه نوشته ویا ویرایش شده است. عضویت در هیأت تحریریه با توجه به «شرایط همکاری با کرونوس» برای عموم آزاد است.

آیا می‌دانستید؟

یک اصل عدم قطعیت جدید در مکانیک کوانتوم

کرونوس – بر اساس آزمون فکری «گربه‌ی شرودینگر»، گربه‌ای که در یک جعبه قرار داده …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *