Bilim dünyasında heyecan yaratan bir gelişme yaşandı. Araştırmacılar ilk kez, boşlukta serbestçe dolaşan ve etkileşimde bulunan tekil atomları gözlemlemeyi başardı. Bu önemli keşif, kuantum mekaniğinin temel prensiplerinden bazılarını doğrulamaya yardımcı oluyor. Bu prensipler yüz yılı aşkın bir süre önce öngörülmüş ancak bugüne kadar doğrudan kanıtlanamamıştı.
Tekil atomları gözlemlemek, kuantum doğaları gereği oldukça zordur. Kuantum belirsizliği nedeniyle, örneğin bir atomun hem konumunu hem de hızını aynı anda kesin olarak bilmek mümkün değildir. Daha önceki araştırmalarda, özel lazer teknikleri kullanılarak 'atom bulutlarının' görüntüleri elde edilebiliyordu.
Bu durumu, 'gökyüzündeki bulutu görmek ama bulutu oluşturan su moleküllerini tek tek görememek' gibi düşünebiliriz.
Yeni geliştirilen yöntem ise bir adım daha ileri gidiyor ve serbest boşluktaki 'serbest dolaşan' atomların görüntülerini yakalamayı sağlıyor. Bilim insanları öncelikle bir sodyum atomu bulutunu çok soğuk sıcaklıklarda gevşek bir tuzakta topladılar. Daha sonra, atomları geçici olarak sabitlemek için bulutun içinden bir lazer ağı geçirdiler. İkinci, floresan bir lazer ise tekil atomların konumlarını aydınlatarak görüntülenmelerini sağladı.
Gözlemlenen atomlar bozon adı verilen bir gruba ait. Bu parçacıklar aynı kuantum mekaniksel durumu paylaşır ve bunun sonucunda bir dalga gibi davranarak birbirleriyle kümelenme eğilimindedirler. Bu kavram, ilk olarak 1924 yılında öne sürülmüş ve 'de Broglie dalgası' olarak bilinir.
Gerçekten de, gözlemlenen bozonlar de Broglie dalgası davranışını sergilediler. Araştırmacılar ayrıca lityum fermiyonlarının da görüntülerini yakaladılar. Fermiyonlar ise benzer parçacıkları kümelenmek yerine itme eğiliminde olan başka bir parçacık türüdür.
Bu sonuçlar bilimsel bir dergide yayınlandı. Aynı derginin aynı sayısında, iki farklı araştırma grubunun da benzer bir teknik kullanarak bozon ve fermiyon çiftlerini gözlemlediği bildirildi.
Araştırmacılar, 'Bu ilginç atom bulutlarının içindeki tekil atomları ve birbirleriyle ilişkili olarak ne yaptıklarını görebilmek çok güzel bir şey.' şeklinde görüşlerini belirtti.
Gelecekte, 'atom çözünürlüklü mikroskopi' adı verilen bu yeni tekniğin diğer kuantum mekaniksel olayları incelemek için kullanılması planlanıyor. Örneğin, güçlü bir manyetik alanın etkisi altında elektronların senkronize olduğu 'kuantum Hall etkisi'ni gözlemlemek için bu yöntemden yararlanılabilir.
