نسیم گیلان

آخرين مطالب

نخستین انتقال اتم‌ها از طریق تونل‌زنی کوانتومی محقق شد علمي

نخستین انتقال اتم‌ها از طریق تونل‌زنی کوانتومی محقق شد
  بزرگنمايي:

نسیم گیلان - ایسنا / در سال 1986 یک فیزیکدان آمریکایی به نام آرتور اشکین(Arthur Ashkin) ‌ابزاری جذاب ساخت که می‌توانست به آرامی اجسام میکروسکوپی مانند سلول‌ها و مولکول‌ها را بدون دست زدن به آنها در اختیار بگیرد و حرکت دهد. این ابزار که «موچین نوری»(optical tweezer) نام دارد از لیزر متمرکز برای نگه داشتن و دستکاری اشیاء استفاده می‌کند.
به نقل از آی‌ای، موچین‌های نوری حتی پس از گذشت 48 سال هنوز جذاب هستند و فیزیکدانان همچنان از این نوآوری برای کارهایی از تحقیقات نانوذرات تا اصلاح در سطح سلولی استفاده می‌کنند.
به تازگی، محققان دانشکده فیزیک تکنیون(Technion) به انتقال کنترل شده اتم‌ها از یک مکان به مکان دیگر از طریق تونل‌زنی کوانتومی بین موچین‌های نوری دست یافته‌اند.
تونل‌زنی کوانتومی(Quantum tunneling) به فرآیند کوانتومی تونل زدن یک ذره بنیادی در یک سد پتانسیل که از نظر کلاسیک، ذره قادر به عبور از آن نیست، اشاره دارد. این پدیده مهم در چندین پدیده فیزیکی، برای مثال در واکنش‌های هسته‌ای که در ستارگان رشته اصلی مثل خورشید اتفاق می‌افتد، به چشم می‌خورد. همچنین کاربردهای مهمی در ادوات الکترونیکی مانند دیود تونلی دارد.
این پدیده در اوایل قرن بیستم پیش‌بینی شده بود و در اواسط همان قرن به عنوان یک پدیده کلی فیزیکی پذیرفته شد. تونل‌زنی معمولاً با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ توضیح داده می‌شود. در واقع مفاهیم مکانیک کوانتومی حول این پدیده توصیف می‌شوند و می‌توان گفت تونل‌زنی کوانتومی یکی از ویژگی‌های بنیادی مکانیک کوانتومی و نشانه خاصیت دوگانگی موج-ذره است.
محققان می‌گویند: این اولین نمایش این روش انتقال است و ما معتقدیم که می‌تواند نقطه عطف مهمی در توسعه پلتفرم‌های کوانتومی جدید باشد.
اتم‌های متحرک در دنیای کوانتومی
وقتی ذره‌ای از سدی عبور می‌کند که معمولاً نمی‌تواند از آن عبور کند، به این پدیده «تونل‌زنی» می‌گویند. مثل این است که جلوی دیواری ایستاده باشید و به جای بالا رفتن یا دور زدن آن، به نوعی مستقیم از میان آن عبور کنید.
با این حال هیچ راهی وجود ندارد که بتوانید از دیوار عبور کنید. این به این دلیل است که «تونل‌زنی» پدیده‌ای منحصر به جهان کوانتومی است، جایی که ذرات فرصتی برای عبور از یک مانع بالقوه دارند که به طور کلاسیک نمی‌توانند بر آن غلبه کنند.
محققان برای دستیابی به تونل‌زنی اتم‌ها از سه موچین نوری استفاده کردند و آنها را در یک سری مرتب کردند. سپس اتم‌های فرمیونی فوق سرد(اتم‌هایی که تا دمای صفر مطلق سرد می‌شوند) را در این آرایش معرفی کردند.
محققان با استفاده از سه موچین به عنوان تله توانستند با تغییر فاصله بین تله‌ها، سرعت تونل‌زنی اتم‌ها را کنترل کنند. این رویکرد به محققان اجازه داد تا اتم‌ها را با موفقیت بین دو موچین خارجی انتقال دهند.
محققان در مطالعه خود خاطرنشان کردند: ما یک انتقال نرم و با کارایی بالا از اتم‌ها را بین دو تله بیرونی مشاهده کردیم که جمعیت بسیار کمی در تله مرکزی باقی می‌مانند.
آزمایش فوق باعث انتقال یک اتم از موچین اول به موچین سوم، بدون اشغال موچین میانی شد. اما دقیقا چه چیزی مانع از ماندن اتم‌ها در موچین میانی شد؟
برای یافتن پاسخ این سوال باید درک کرد که برای عبور چیزی از طریق تونل‌زنی، اتم‌ها مانند بسته‌های موجی رفتار می‌کنند، به این معنی که خواص موج مانندی از خود نشان دهند.
در طول انتقال، بسته‌های موج اتم‌ها در تمام موچین‌ها پخش می‌شوند و روی هم می‌افتند و امواج بخش‌های مختلف سیستم با یکدیگر تداخل می‌کنند.
محققان می‌گویند که تداخل سازنده امواج، قله‌ها و فرورفتگی‌هایی را در موچین اول و سوم ایجاد می‌کند. با این حال در موچین نوری میانی، قله‌ها و فرورفتگی‌ها یکدیگر را خنثی می‌کنند. این تداخل مخرب، احتمال یافتن اتم در موچین میانی را تقریباً صفر می‌کند و امکان انتقال روان و کارآمد اتم‌ها را بین موچین‌های اول و سوم فراهم می‌کند.
این نتایج نشان می‌دهد که آرایه‌های موچین نوری می‌توانند به ‌عنوان پلتفرمی برای انجام آزمایش‌های هیجان‌انگیزتر با هدف ارتقای دانش ما از فیزیک کوانتومی مورد استفاده قرار گیرند.
این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.

لینک کوتاه:
https://www.nasimegilan.ir/Fa/News/789031/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

عکس | انباشت وحشتناک زباله در سطح گیلان

هشدار هواشناسی برای گیلان/ مسیل‌ها سیلابی می‌شوند

وزیر راه: کریدور رشت ـ آستارا تا پایان دولت تکمیل می‌شود

مصدومیت 7 نفر درپی واژگونی خودرو در توتکابن رودبار

بارش شدید باران در راه گیلان

پهپادهای آبی که بهتر از ماهی‌ها شنا می‌کنند

حریق سطحی بیش از 100 نقطه جنگلی گیلان توسط گردشگران

ترافیک در مسیرهای منتهی به محور رشت- قزوین سنگین و پرحجم است

دو خط کتاب/ سختی‌ها و طوفان‌های وخیم

شعرخوانی زیبا از رشید کاکاوند

روشی برای فرار از طاسی؛ «بوتاکس جدید» با ریزش مو مقابله می‌کند

چقدر گرما برای بدن انسان کشنده است؟

یاد آرسن میناسیان هرگز از خاطر مردم گیلان نمی‌رود

برخورد با عاملان هنجارشکنی در پیاده‌راه فرهنگی رشت

مسافران زمان برگشت خود را مدیریت کنند

دستگیری قاچاقچیان 8 تن زغال چوب در محور لنگرود قم

تهران، بندرانزلی و بابلسر میزبان ملی‌پوشان آب های آرام و پاراکانو

قصه فلسطین در قاب روایتی متفاوت و تازه

سلامت اعضای بدن پیش بینی کننده زوال عقل و سرطان در آینده

گام بلند فیزیکدانان پرینستون؛ دستگاهی برای تولید برق از چرخش زمین

آموزش ساخت گوی نخی

صدای زنگ لیگ دسته اول فوتبال کشور می آید

بازدید حدود 5.8 میلیون نفر از موزه‌ها و اماکن تاریخی گیلان

دیدار مدیرکل بنیاد مسکن گیلان با مادر شهید فریدی در فومن

مدارس گیلان شنبه 16 فروردین 1403 تعطیل شد؟ | آخرین خبر از تعطیلی مدارس رشت شنبه شانزدهم فروردین 1403

«فرجام نیچه»؛ شرح بی‌فرجامی هنر در 5 داستان کوتاه

دکلمه خوانی زیبا با صدای خسرو شکیبایی

آیا روزگاری حیات روی سیاره زهره وجود داشته؟

قاره آمریکای شمالی در حال از دست دادن سنگ‌های زیرین خود است

واژگونی خودروی پرادو در محور رشت- قزوین؛ 8 نفر مصدوم شدند

واژگونی و آتش گرفتن خودروی پرادو در آزادراه رشت قزوین

خروج یک میلیون و 500 هزار خودرو از گیلان

ترافیک در محور رشت-رودبار سنگین است

ترافیک شدید در جاده خروجی گیلان

کلیپ جنجالی جدید از رشت / دادستان وارد عمل شد

◄ ترافیک سنگین در محورهای شمالی کشور / ترافیک در محور رشت-رودبار و محور مشهد - تهران سنگین است

برخورد با هنجارشکنان پیاده‌راه فرهنگی شهدای ذهاب رشت

رمان «آبیسم» را برای آگاهی‌رسانی درباره اوتیسم نوشتم

داستانک/ حسرت

حشراتی که از کابوس‌ها بیرون آمده‌اند!

دستور دادستان مرکز گیلان برای برخورد با هنجارشکنان پیاده راه فرهنگی شهدای ذهاب رشت

پیش بینی وضعیت آب و هوا گیلان فردا جمعه 15 فروردین ماه 1404 | هواشناسی گیلان 24 ساعت آینده | هواشناسی رشت فردا و آب و هوای رشت

ترافیک سنگین در محورهای گیلان/مسافران برگشت از سفر را مدیریت کنند

واکنش قضایی به کلیپ جنجالی در میدان شهرداری رشت

یک میلیون و 601 هزار و 379 خودرو وارد گیلان شد

ورود دادستان به کلیپ خبرساز در میدان شهرداری رشت؛ شناسایی‌شان می‌کنیم +عکس

ویدیو/ آتش‌سوزی در بخشی از جنگل‌های اشکور رودسر

تولد 920 نوزاد در گیلان در سال 1404؛ 21 مورد دوقلو

دستور دادستان گیلان درمورد کلیپ منتشرشده از میدان شهرداری رشت

آزادراه منجیل - رودبار یکطرفه شد