میرنیوز
نامرئی کردن ابر اتمی با تغییر دما و چگالی!
2021-11-22T07:39:08+03:30
به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، یافته‌ها نشان می‌دهد که "اصل طرد پاولی" نه تنها در الکترون‌ها بلکه در اتمها نیز وجود دارد.
الکترون‌های یک اتم در لایه‌هایی از انرژی قرار دارند. هر الکترون مکان به خصوصی دارد و اگر همه‌ی لایه‌ها پر شده باشند نمی‌تواند به لایه پایین‌تر منتقل شود. این پدیده در فیزیک اصل طرد پاولی نام دارد و لایه‌های الکترونی، جدول تناوبی عناصر و ثبات جهان مادی را توضیح می‌دهد.
اکنون محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) شاهد اصل پاولی به روشی کاملا جدید بوده‌اند. آنها دریافتند که این اصل بر نحوه‌ی پراکندگی نور توسط ابرهای اتمی اثر می‌گذارد.
به طور معمول زمانی که فوتون‌های نور به ابرهای اتمی نفوذ می‌کنند، ذرات آنها به هر سمتی حرکت کرده و نور را در جهات مختلف پراکنده می‌کنند. این موضوع باعث قابل رویت شدن ابرهای اتمی می‌شود. با این حال محققان موسسه فناوری ماساچوست دریافتند که وقتی اتمها بسیار سرد و فشرده می‌شوند اثر پاولی شروع به کار می‌کند و ذرات به طور قابل توجهی فضای کمتری برای پراکنده کردن نور دارند، در نتیجه فوتون‌ها بدون پراکنده شدن از میان آنها عبور می‌کنند.
در این آزمایش فیزیکدانان اثر پاولی را در ابری از اتم لیتیوم مشاهده کردند. با افزایش هرچه بیشتر فشار و سرما اتمها نور کمتری پراکنده می‌کردند و در نتیجه به تدریج کم نورتر می‌شدند.
محققان معتقدند اگر شرایط را شدیدتر کنند و دما را تا صفر مطلق کاهش دهند، ابر اتمی به طور کلی نامرئی می‌شود.
نتایج تحقیقات این گروه که در مجله‌ی "ساینس"(Science) منتشر شده است، نشان‌دهنده اثر پدیده پاولی بر پراکندگی نور توسط اتمها است. این اثر ۳۰ سال قبل پیش‌بینی شده بود اما تاکنون مشاهده نشده بود.
"ولفگانگ کترل"(Wolfgang Ketterle) استاد فیزیک MIT می‌گوید: اصل طرد پاولی به طور کلی اثبات شده است و برای ثبات جهان ضروری است. آنچه ما مشاهده کردیم گونه‌ای خاص و ساده از این اصل بود که مانع فعالیت طبیعی اتمها می‌شود. این اولین مشاهده دقیق از وجود این اثر است و پدیده‌ای جدید در فیزیک را نشان می‌دهد.
زمانی که "کترل" به عنوان محقق فوق دکتری ۳۰ سال قبل در MIT آغاز به کار کرد، "دیوید پریچارد" راهنمای او، پیش‌بینی کرده بود که اصل طرد پاولی نحوه‌ی پراکنده کردن نور توسط اتمها را تغییر می‌دهد.
"کترل" می‌گوید: اتمها تنها زمانی نور را پراکنده می‌کنند که بتوانند نیرو را با انتقال به لایه‌ای دیگر جذب کنند. اگر تمامی فضاها پر باشد این قابلیت در آنها از بین می‌رود و فوتون‌ها می‌توانند از اتمها عبور کنند.
او افزود: این پدیده پیش از این هرگز رویت نشده بود زیرا انسان‌ها قادر به سرد و فشرده کردن ابرهای اتمی تا این اندازه نبودند.
طی سال‌های اخیر فیزیکدانان از جمله گروه "کترل" روش‌های مغناطیسی و مبتنی بر لیزری ایجاد کرده‌اند که به وسیله آنها می‌توان دمای اتمها را به میزان بسیار زیادی کاهش داد بنابراین چالش اصلی افزایش چگالی بود.
"کترل" می‌گوید: اگر چگالی بالا نباشد اتمها قادرند با جابه‌جا شدن نور را پراکنده کنند.
در این تحقیقات جدید، او و همکارانش از روشی که پیش از این برای منجمد کردن ابر فرمیونی ایجاد کرده بودند، استفاده کردند. در این مورد ابر اتمی مورد آزمایش ایزوتوپ‌های خاص اتم لیتیوم بود که سه الکترون، سه پروتون و سه نوترون دارند. آنها دمای ابری از اتم‌های لیتیوم را تا ۲۰ میکروکلوین کاهش دادند.
"یوکن لو"(Yukun Lu) از محققان این مقاله می‌گوید: ما از لیزر برای فشرده کردن اتم‌های فوق سرد استفاده کردیم و چگالی اتمها را به حدود یک کوادریلیون در سانتی‌متر مکعب رساندیم.
محققان سپس پرتو لیزری دیگری به این ابر اتمی تاباندند. در نهایت آنها از یک لنز و دوربین برای شمارش فوتون‌هایی که پراکنده شدند، استفاده کردند.
"مارگالیت"(Margalit) از دیگر محققان این مطالعه می‌گوید: ما موفق به شمردن چندصد اتم شدیم که بسیار هیجان‌انگیز است. فوتون میزان بسیار کمی از نور است اما تجهیزات ما به قدری حساس است که می‌تواند آن را تشخیص دهد.
با کاهش دما و افزایش چگالی، اتمها نور کمتری منتشر می‌کنند. در سردترین حالت اتمها ۳۸ درصد کم‌نور تر شدند.
به گفته‌ی کترل، اکنون که محققان موفق به اثبات اثر پاولی بر عملکرد اتمها شده‌اند، این دانش بنیادی می‌تواند برای تولید مواد سرکوب کننده نور به طور مثال برای حفظ داده در رایانه‌های کوانتومی مورد استفاده قرار بگیرد.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز اتم پاولی الکترون نور
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
