În fizica cuantică, particulele pot „tuneliza” prin bariere aparent impenetrabile, chiar și atunci când aparent nu au energia pentru a face acest lucru. Acum, cercetătorii au colectat date în spatele cortinei pentru a înțelege mai bine cum decurge acest truc.

Această problemă a nedumerit oamenii de știință de zeci de ani – în special, timpul necesar pentru ca particulele să treacă tunelul cuantic și să ajungă dintr-o parte a unei bariere în alta.

În cazul particulelor atomice de hidrogen utilizate în aceste experimente, cercetătorii au descoperit că se întâmplă instantaneu.

Această transmisie instantanee a fost investigată în trecut , dar acum oamenii de știință au observat-o în laborator utilizând o piesă specială de echipament numită attoclock: un dispozitiv care folosește proprietățile luminii pentru a măsura progresul particulelor.

„Am folosit atomul cel mai simplu, hidrogenul atomic și am descoperit ca nu există nicio întârziere în ceea ce putem măsura”, spune un membru al echipei , Robert Sang de la Universitatea Griffith din Australia.

Setarea attoclock-ului a folosit 1.000 de impulsuri ultra-scurte de lumină pe secundă pentru a interacționa cu atomii de hidrogen, impulsuri în valoare de 30 de gigawați de putere instantanee. Aceasta a creat condițiile în care electronul unic al atomilor putea fi împins printr-o barieră.

Prin utilizarea atomilor de hidrogen, cu structura atomică simplă, echipa a reușit să elimine aproximările care au fost luate în considerare în experimentele anterioare privind tunelul cu particule cuantice.

„Există un punct bine definit în care putem începe acea interacțiune și există un punct în care știm unde ar trebui să apară acel electron dacă este instantaneu”, spune Sang . „Deci, tot ce variază de la acel moment, știm că a fost timpul necesar pentru a trece prin barieră. Așa putem măsura cât durează.”

„Se pare că este de acord cu teoria incertitudinii experimentale fiind în concordanță cu tunelul instantaneu”.

Este unul dintre misterele mecanicii cuantice pe care oamenii de știință o pot înțelege un pic mai bine, fiind o problemă ce-i macină din anii 1930.

Noile cunoștințe obținute din aceste experimente de tip attoclock – care au durat peste trei ani – ar putea fi utile oriunde ar avea loc tunelul cuantic, inclusiv microscoapele electronice și tranzistorii din calculatoarele noastre.

Tunelul cuantic a fost de asemenea sugerat ca o modalitate de recoltare a energiei din cauza radiației excesive și a căldurii reziduale, astfel încât cu cât înțelegem mai mult modul în care funcționează procesul, cu atât mai bine.

Între timp, noua cercetare poate fi folosită ca bază pentru studierea modului în care alte tipuri de atomi se propagă prin bariere și la ce viteze – și care ar putea duce la o serie întreagă de noi descoperiri despre acest fenomen.

„Acum că am testat acest atom, putem compara procesul cu al altor atomi pentru a învăța probabil noi reguli ale fizicii”, spune unul dintre cercetători , Igor Litvinyuk de la Universitatea Griffith. „Știm că atomul test ne dă întârziere zero, astfel încât toate celelalte întârzieri pot fi calibrate cu privire la asta”.

Cercetarea a fost publicată în Nature .

 

Articol scris inițial în engleză la data de 20 MAR 2019 pe sciencealert.com.

Facebook Comentariu
Distribuire
Please follow and like us:
https://i1.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/03/atom-tunnel_1024.jpg?fit=1024%2C415https://i1.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/03/atom-tunnel_1024.jpg?resize=150%2C150Tudor DiaconuCugetări@liber cugetator,@liber-cugatatori,#liber,#liber-cugetatori,#liber-cugetatori Romania,#liber-cugetatoriRomania,#libercugetator,#libercugetatori,attoclock,fizica cuantica,mecanica cuantica,Tudor Diaconu,tunel cuanticÎn fizica cuantică, particulele pot 'tuneliza' prin bariere aparent impenetrabile, chiar și atunci când aparent nu au energia pentru a face acest lucru. Acum, cercetătorii au colectat date în spatele cortinei pentru a înțelege mai bine cum decurge acest truc. Această problemă a nedumerit oamenii de știință de zeci de ani - în...Pentru cei care știu să gândească singuri