Technology

Fizikçiler ilk kez ışık ve maddeden oluşan bir molekülü ölçmeyi başardılar.

Written by admin
[rotated_ad]

Tessa Koumounduros

DUVAR – Innsbruck Üniversitesi’nden fizikçi Matthias Sonnleitner, “İlk kez, bazı atomları kontrollü bir şekilde polarize ederek aralarında ölçülebilir bir çekici kuvvet yaratmayı başardık” diyor.

Atomlar, moleküller oluşturmak için farklı şekillerde birbirleriyle bağlanırlar ve hepsi bir tür “süper yapıştırıcı” görevi görerek yük alışverişinde bulunurlar.

Bunlardan bazıları, sürekli soluduğumuz iki bağlı oksijen atomundan oluşan daha basit gazlar gibi, negatif yüklü elektronlarını paylaşarak uzayda yüzen karmaşık hidrokarbonlarla nispeten güçlü bağlar oluşturur. Bazı atomlar toplam yüklerindeki farklılıklardan kaynaklanır. [diğerlerini] onlar çeker

Elektromanyetik alanlar, bir atomun etrafındaki yüklerin sırasını değiştirebilir. Işık hızla değişen bir elektromanyetik alan olduğundan, uygun şekilde yönlendirilmiş bir foton yağmuru teorik olarak elektronları bağlarını görebileceğimiz konumlara itebilir.

Viyana Teknik Üniversitesi’nden (TU Wien) fizikçi Philipp Haslinger, “Harici bir elektrik alanını etkinleştirirseniz, bu yük dağılımı biraz değişir” diye açıklıyor.

“Pozitif yük bir yönde hafifçe kayar, negatif yük ise diğer yönde hafifçe kayar; Böylece atom birdenbire polarize olur, pozitif ve negatif taraflara sahip olur. [kutuplaştırılır]”

Haslinger, TU Wien’den Atom Fizikçisi Mira Maiwöger ve meslektaşları, ışığın atomları aynı şekilde polarize ederek nötr atomların kısmen “yapışkan” hale gelmesine neden olabileceğini göstermek için aşırı soğuk rubidyum atomlarını kullandılar.

Maiwöger şunları söyledi: “Bu çok zayıf bir çekici güç; bu yüzden ölçüm yapabilmek için deneyi çok dikkatli bir şekilde yapmalısınız.”

“Atomlar fazla enerji içeriyorsa ve hızlı hareket ediyorsa, çekici kuvvet hemen kaybolur. Bu nedenle son derece soğuk bir atom bulutu kullanıyoruz.”

Araştırma ekibi, altın kaplama bir çipin altında tek bir düzlemde yaklaşık 5.000 atomluk bir bulutu yakalamak için bir manyetik alan kullandı.

Bu, atomları mutlak sıfıra (-273°C) yakın sıcaklıklara soğutan yarı kondensattır. [yarı-yoğuşuk madde] nerede oluşturulurlar; Bu şekilde rubidyum parçacıkları, aynı ölçüde olmasa da, maddenin beşinci halindeymiş gibi toplu halde hareket etmeye ve özellikleri paylaşmaya başlar.

Lazerle vurulan atomlar çeşitli kuvvetlere maruz kalır. Örneğin, gelen fotonlar tarafından taşınan radyasyon basıncı onları bir ışık demeti boyunca itebilir. Bu arada elektronlarda meydana gelen reaksiyonlar atomu ışının en yoğun kısmına doğru geri itebilir.

Araştırmacılar, bu elektromanyetizma akımında atomlar arasında ortaya çıktığı düşünülen zayıf yerçekimi kuvvetini tespit etmek için bazı kesin hesaplamalar yapmak zorunda kaldılar.

Manyetik alanı kapattıklarında, [oluşan] Işık tabakası lazer ışık alanına ulaşmadan önce atomlar yaklaşık 44 milisaniye boyunca serbest düşüşe tabi tutuldu ve burada ayrıca bir floresan mikroskobu ile görüntülendi.

Sonbahar sırasında, bulut doğal olarak genişledi; Bu sayede araştırmacılar farklı yoğunluklarda ölçümler yapabildiler.

Maiwöger ve meslektaşları, yüksek yoğunluklarda, kaydettikleri gözlemsel görüntülerde atomların yüzde 18’inin eksik olduğunu fark ettiler. Bu boşlukların, rubidyum atomlarını bulutlardan dışarı atan ışık destekli çarpışmalardan kaynaklandığını düşünüyorlar.

Bu bulgu, neler olup bittiğine dair bir şeyler ortaya çıkardı; yani atomları etkileyen sadece gelen ışık değil, aynı zamanda diğer atomlar tarafından saçılan ışıktı. Işık atomlara çarptığında onları polarize etti.

Atomlar, kullanılan ışığın türüne bağlı olarak daha yüksek bir ışık yoğunluğu tarafından çekildi veya itildi. Bu şekilde, ya alt ışık bölgesine ya da üst ışık bölgesine doğru çekildiler ve her iki durumda da toplu olarak birikmeye başladılar.

Maiwöger ve meslektaşları makalelerinde şunları yazdılar: “Bilinen radyasyon kuvvetleriyle, [ışıkla tetiklenen] “Etkileşim arasındaki temel fark, ikincisinin saçılan ışığın aracılık ettiği parçacıklar arasında etkili bir etkileşim olmasıdır.”

“Atomları sabit bir konumda tutmuyor (bir lazer ışınının odağı gibi); ancak onları en yüksek parçacık yoğunluğuna sahip bölgelere çekiyor.”

KÜÇÜK KUVVETLERİN BÜYÜK ETKİSİ

Atomları birbirine bağlayan bu kuvvet, daha bilinen moleküler kuvvetlerden çok daha zayıf olmasına rağmen, büyük ölçekte toplanabilir. Bu, gökbilimcilerin gök cisimlerini anlamamıza yardımcı olmak için kullandıkları özellikler olan emisyon modellerini ve rezonans çizgilerini değiştirebilir.

Moleküllerin uzayda nasıl oluştuğunu açıklamaya da yardımcı olabilir. Haslinger, “Uzayın genişliğinde küçük kuvvetler dikkate değer bir rol oynayabilir” diyor.

“Burada ilk kez elektromanyetik radyasyonun atomlar arasında bir kuvvet oluşturabileceğini gösterdik; bu, henüz açıklanmayan astrofizik senaryolara yeni bir ışık tutmaya yardımcı olabilir.”

Araştırma, Physical Review X adlı bilimsel dergide yayınlandı.

Yazı tipi: bilim uyarısı

Tercüme eden: Tarkan Tufan

[rotated_ad]

About the author

admin

Leave a Comment