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

پایان شهرداری آستارا؛ تیمی که سال 1403 باید بازنشسته می‌شد!

ترافیک در محور رشت-رودبار و بالعکس سنگین و پرحجم است

وزش باد گرم در گیلان تشدید می‌شود

ربات انسان‌نمای هنگ‌کنگی به عنوان معلم بر سر کلاس درس دانش‌آموزان آلمانی حاضر شد

ترمیناتور در دنیای واقعی؛ ربات مایع دانشمندان کره‌ای می‌تواند از زندان فرار کند

تسلیت در پی درگذشت پدر بزرگوار همکار حوزه ریاست

شعرخوانی زیبا از دکتر کاکاوند

شعر خوانی زیبایی از مرحوم فریدون مشیری

تبدیل امواج مغزی به کلمات با کمک هوش مصنوعی

ابراز همدردی و دلجویی مدیرکل بنیاد مازندران با دو خانواده شهید در آمل و فریدونکنار

سارق طلا فروشی‌ های گیلان در فومن دستگیر شد

سیزده فروردین روز طبیعت در املش گیلان

مسافران نوروزی در وحشت: لحظه ریزش کوه در اتوبان قزوین-رشت ثبت شد!

صحبت های شنیدنی دکتر شکوری

بومی‌سازی کلاستر دیجیتال خودرو به دست محققان ایرانی

پیش بینی هواشناسی گیلان 24 ساعت آینده | وضعیت آب و هوا گیلان فردا پنجشنبه 14 فروردین ماه 1404 | آب و هوای رشت + هواشناسی رشت

سارق غیربومی طلا فروشی‌های گیلان دستگیر شد

سیراف؛ بندری که تمدن آن زیر آب ناپدید شد اما نامش در تاریخ جاودان‌ ماند

یک رمان امنیتی در بازار نشر

خشک کردن زعفران با فناوری جدید؛ کیفیتی بهتر با هزینه کمتر

یک درمان معجزه آسا برای پیری پوست

پیش بینی آب و هوای گیلان و رشت فردا پنج شنبه 14 فروردین 1404

دو خط کتاب/ ‏زمانی که یک اثر هنری بودم

گوگل چگونه از دریا نیرو می‌گیرد؟

ضبط گواهینامه رانندگان حادثه ساز به مدت 3 ماه

«زخم پاییز» روایت زندگی شهید مدافع امنیت در بازار کتاب

کوچک‌ترین پهپاد جهان ساخته شد

قطار گردشگری امسال به کدام شهرها می‌ رسد؟

اسکان نوروزی فرهنگیان شهرستان صومعه‌سرا

صحبت های شنیدنی از مهران مدیری

آدامس نیکوتینی برای ترک سیگار والدین؛ هوای تازه برای کودکان آسمی

ثبت اقامت حدود 10 میلیون نفر - شب در گیلان

مسعود فروتن: عادت ندارم از کتابم پول به دست بیاورم/ زندگی خواهرم را می‌نویسم

بودار کردن گاز طبیعی؛ مشکلات و راهکارها

آغاز اردوی تیم‌های ملی تفنگ و تپانچه ایران از 16 فروردین‌ماه

دو خط کتاب/ در باب حکمت زندگی

میلیاردر چینی صنعت بیت‌کوین در مسیر سفر فضایی قطبی

بهبود میزان موفقیت «آی‌وی‌اف» با کمک هوش مصنوعی

خروج بیش از یک میلیون و 477 هزار خودرو از گیلان

رفع تصرف اراضی ملی 25 میلیارد ریالی در دیزکوه رودبار

آمادگی پلیس راه گیلان برای تسهیل ترافیک در روز طبیعت

هواشناسی گیلان 13 فروردین؛ احتمال وقوع حریق در جنگل ها

عشق به زبان شعر نو در «مروارید عشق»

تبدیل 1.8 میلیون تُن زباله پلاستیکی به نخ دستگاه‌های ‌چاپ 3 بُعدی

از تراشه مغزی «نورالینک» بترسیم یا شگفت‌زده شویم؟

تلسکوپ فضایی جدید ناسا اولین تصاویر کیهانی خود را ثبت کرد

ترافیک در محور رشت به قزوین سنگین است

توزیع کیسه زباله و بروشور در مناطق گردشگری آستارا

تسهیل ویژه در صدور پروانه ساخت برای خسارت دیدگان روستای امامزاده ابراهیم شفت

استاندار گیلان: ساخت راه‌ آهن رشت- آستارا تا 2 ماه آینده آغاز می شود