Kısıtlama olmaksızın serbestçe dolaşan atomlar, ilk kez kameralarla görüntülendi. Bu gelişme, fizikçilere uzun süredir öngörülen kuantum fenomenlerini çok daha yakından inceleme fırsatı sunuyor.
Bu durum, uzun zamandır sadece bölgede duyulduğu bilinen ve kuş yemliğinizdeki yiyeceği her gün azaltan nadir bir kuşu arka bahçenizde fotoğraflamaya benziyor. Ancak burada kuş gözlemciliğinden değil, kuantum fiziğinden bahsediyoruz.
Bu çığır açıcı çalışmanın arkasındaki Amerikalı araştırmacılar, öncelikle atomları serbestçe dolaşabildikleri kontrollü bir bulutta toplayan hassas bir "atom çözünürlüklü mikroskopi" kamera sistemi geliştirdiler. Ardından, atomları pozisyonlarında dondurmak için lazer ışığı kullandılar.
Bir araştırmacı, "Bu ilginç atom bulutlarındaki tekil atomları ve birbirleriyle ilişkili olarak neler yaptıklarını görebiliyoruz, bu çok güzel," yorumunu yaptı.
Bu atomları etkileşim halindeyken yakalayabilmek, maddenin en küçük ölçekte, kuantum aleminde incelenmesi için yeni olanaklar yaratıyor. Araştırmacılar şimdiden bazı nadir atom desenlerini daha yakından incelemeye başladılar.
İncelenen desenler arasında, bozonlardan oluşan ve fermiyonların eşleştiği Bose-Einstein yoğunlaşması olarak bilinen bir durum da bulunuyor. Tüm bu gözlemler, inanılmaz derecede küçük atomların nasıl davrandığı ve davranışlarının nasıl değiştiği konusundaki anlayışımıza katkıda bulunuyor.
Başka bir örnek olarak, ekip Fransız fizikçi Louis de Broglie'nin adını taşıyan ve bozonların bir araya toplandığı 'de Broglie dalgası'nın doğrudan bir görüntüsünü yakalayabildi. Bu teori, modern fiziğin temellerinin atılmasında kısmen etkili olmuştur.
Bu senaryolar daha önce de çalışılmış olsa da, artık çok daha detaylı analiz edilebilir, bu da bilim insanlarına daha önce mümkün olmayan ölçümler yapma ve gözlemlerde bulunma fırsatı tanıyor - hem de bireysel atom düzeyinde.
Bir fizikçi, "Mevcut teknikler, atom bulutunun genel şeklini ve yapısını görmenizi sağlar, ancak tek tek atomları değil," dedi. "Bu, gökyüzündeki bir bulutu görmek ama bulutu oluşturan tekil su moleküllerini görmemek gibi."
Atomları takip etmek ve izlemek inanılmaz derecede zor. Bu parçacıklar sadece nanometrenin onda biri büyüklüğünde - bu, bir insan saçının genişliğinin yaklaşık milyonda biri demek - bu yüzden bu karmaşık görüntüleme sistemleri gerekli.
Yeni yaklaşımın işe yaradığını gösteren araştırmacılar, şimdi bunu diğer atom etkileşimi ve davranış türlerini incelemek için kullanmak istiyorlar. Özellikle ender ve en az incelenmiş senaryolar ilgilerini çekiyor; elektronların manyetik alanlarla olağandışı etkileşimler gösterdiği kuantum Hall fiziği, kısa listedeki konulardan biri.
Bir araştırmacı fizikçi, "Bunun gibi resimleri gördüğünüzde, matematiksel dünyada keşfedilen bir nesnenin fotoğrafta gösterildiğini görüyorsunuz," dedi. "Bu, fiziğin fiziksel şeylerle ilgili olduğunun, gerçek olduğunun çok hoş bir hatırlatıcısı."
Bu çığır açıcı çalışma, hakemli bilimsel bir dergide yayınlandı.
