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

اعلام جزئیات آزمون اختصاصی پذیرش دانشجو - معلم

خداحافظی با روش‌های خطرناک سنتز؛ نقاط کوانتومی از دل آب بیرون آمدند!

واردات چای با ارز آزاد شد تا تولید داخلی جان بگیرد

ضرب الاجل 2هفته‌ای دادستان فومن به راهداری

اعلام فراخوان سرمایه گذاری 7 طرح کلان گردشگری در رشت

ماندگاری هوای پایدار در گیلان تا یکشنبه هفته جاری

انتشار «فهم جانوران» و کتابی از یونگ

19 درصد مدیران IT کشور زن هستند

دل می رود ز دستم!

شاعرانه/ می‌کشان مژده‌، بهار آمد و رنگین آمد

شبیه ساز جالب ستاره های نوترونی

چطور می‌توان از سیاه‌چاله برای تامین انرژی جهان استفاده کرد؟

پیش بینی وضعیت آب و هوا گیلان فردا شنبه 6 اردیبهشت ماه 1404 | هواشناسی رشت در 24 ساعت آینده + هواشناسی گیلان

پرونده 25 ساله چای سنواتی تعیین تکلیف شد

جشنواره ها نقش مهمی در توسعه گردشگری دارند

شاعرانه/ روز سختی تازه میفهمی هوادار تو کیست؟

کیم کارداشیان، دی‌کاپریو و جاستین بیبر در صف سفر فضایی

تکریم مدیر کل بنیاد مازندران از مادر شهید سید جعفر مظفری در قائمشهر

بلیط فروشی بازی سپاهان و ملوان آغاز شد + لینک سایت خرید بلیط ticket.malavanfc.com

«پتاسیم» ناجی بدن در برابر نمک زیاد

هلیوسفر جالب را ببینید

رژلب قرمز طبیعی تنها با استفاده از 2 ماده

آغاز هفدهمین جشنواره موسیقی نواحی ایران در بندرعباس

در چنین روزی؛ پیروزی 0-6 پرسپولیس برابر پگاه گیلان با شش گلزن مختلف و اخراج پرسکی با حضور زوبل

داستانک/ سخنرانی و پول

در گذرگاه زمان، خیمه شب بازیِ دهر

کیتوسان؛ پلیمر طبیعی با کاربردهای نوین در صنعت زیبایی

عاشقانه‌های محبان امام زمان(عج) پای «‌سفره فرج» در رشت

واردات چای خیانت به دستان پینه بسته کشاورزان است

واردات چای خیانت به بهره برداران است

لزوم توجه ویژه مسئولان به قشر زحمتکش کارگر

مسابقات کورس بهاره گیلان

سخنان دلنشین دکتر قمشه ای

18 میلیون یورو برای شکار CO₂ و تولید نانولوله‌کربنی

عکس/ دلبری‌های دو اسب کنار رودخانه‌ای در گیلان

مفاهیم: بمب سنگر شکن چیست و چگونه عمل می کند؟

15 هزار جعبه تخم نوغان در گیلان توزیع می شود

شعرخوانی زیبای امیرحسین ماحوزی

محققان: پیاده‌روی روزانه می‌تواند خطر ابتلا به سرطان را تا 26 درصد کاهش دهد

امام جمعه رشت: نباید سرنوشت معیشت مردم را به مذاکرات گره زد

ایران‌شناس و ادیب برجسته، دکتر محمدعلی اسلامی ندوشن

ردیابی تولد فضا و زمان با حسگرهای کوانتومی چهاربعدی جدید ممکن می‌شود

جزئیات تعطیلی مدارس استان گیلان فردا شنبه 6 اردیبهشت 1404 / آیا مدارس رشت شنبه ششم اردیبهشت 1404 تعطیل است؟

عکس/ استایل اروپایی جوانان 54 سال پیش در پارک محتشم رشت

سخنان دلنشین دکتر کاکاوند

بوک عربی به نویسنده مصری رسید

انقلاب در استخراج لیتیوم با کمک نیلوفر آبی

ضرب الاجل 2هفته‌ای دادستان فومن به رئیس راهداری برای نگهداری تونل سبز

2 رویکرد نوآورانه برای جست‌وجوی یخ در ماه

مراسم گرامیداشت شهید مدافع حرم، صادق شیبک برگزار شد