Вченим-фізикам вперше за всю історію науки вдалося створити вихровий атомарний промінь, свого роду закручений “торнадо” з атомів і молекул, що володіє некоториміудівітельнимі квантовими властивостями, які ще тільки повинні бути вивчені в найближчому майбутньому. В експерименті прямий промінь атомів гелію, спрямований в простір крізь крихітний отвір певної форми, за рахунок впливу дивних законів квантової механіки був перетворений в закручений вихор.
Після процедури “закрутки” промінь атомів придбав ще один параметр – орбітальний кутовий момент,що характеризує його обертання і надає променю деякі дивовижні властивості. Наприклад, через різних швидкостей обертання електронів і ядер атомів гелію в промені з’являються свого роду додаткові вимірювання магнетизму цього променя, що призводить до появи непередбачуваних ефектів.
Вихровий атомарний промінь був отриманий шляхом націлювання звичайного лінійного променя атомів гелію крізь сітку розрізів, товщиною всього 600 нанометрів, яка виконувала роль дифракційної решітки. Однак, на рівні окремих атомів настільки малої величини, як атоми гелію, діють закони квантової механіки, згідно з якими частинки, атоми гелію в даному випадку, можуть вести себе і як частинки, і як кванти електромагнітних хвиль. Тому промінь атомів, що проходить крізь решітку, дифрагував немов промінь звичайного світла, зігнувшись і закрутившись у вихор.
Датчик, на поверхню якого був націлений вихровий атомарний промінь, показав наявність в ньому декількох окремих променів, кутовий орбітальний момент яких відрізняється на кілька кутових градусів. А на поверхні датчика ці промені приймали форму декількох вкладених концентричних кіл різної товщини.
Також в загальній картині на поверхні датчика були помічені найменші, але найяскравіші кільця, параметри яких відповідають появі так званих ексімерів гелію, свого роду молекул, утворених двома збудженими атомами гелію. Відзначимо, що гелій є найменш активним елементом навіть серед групи інертних газів, в нормальних умовах він не утворює молекул і не реагує з іншими речовинами.
У майбутніх експериментах вчені спробують створити промені, подібні вихровому променю гелію, що складаються з фотонів, електронів і атомів інших елементів. Це дозволить їм визначити і виміряти властивості, які надає променям наявність орбітального кутового моменту. А вже зараз вчені розглядають вихровий атомарний промінь в якості кандидата на використання в мікроскопах наступних поколінь, які дозволять побачити деякі речі, приховані досі на субатомному рівні.
ключові слова: вихор, атом, гелій, промінь, дифракція, орбітальний, кутовий, момент, обертання
першоджерело
інші новини по темі:
Вчені створили і виявили екзотичні квазічастинки, ротони, в супержидко …
Вченим вдалося вперше отримати стабільні атоми екзотичного “піонного” …
Квантовий торнадо буде крутити колеса наномеханізмів і нанопристроїв.
