Get best of the week

Dalam percobaan inovatif, fisikawan belajar menangkap atom individu.

gambar

Awan atom yang didinginkan dengan laser terlihat melalui ruang mikroskop. Atas perkenan: Universitas Otago

Dalam studi pertama untuk fisika kuantum, para ilmuwan di Universitas Otago "mengadakan" atom individu di tempatnya dan mengamati interaksi atom kompleks yang sebelumnya tidak terlihat.

Banyak instrumen, termasuk laser, cermin, ruang hampa udara, dan mikroskop yang dikumpulkan di departemen fisika Otago, ditambah banyak waktu, energi, dan pengalaman, memberikan investigasi terhadap proses kuantum ini, yang sampai sekarang telah dihitung hanya dengan rata-rata statistik percobaan dengan sejumlah besar atom.

Eksperimen meningkatkan pengetahuan modern dengan menawarkan pandangan yang sebelumnya tidak terlihat dari dunia mikroskopis dan mengejutkan para peneliti dengan hasil.

“Metode kami melibatkan penangkapan dan pendinginan tiga atom secara individu hingga suhu sekitar sepersejuta Kelvin menggunakan sinar laser yang sangat terfokus di ruang hyper-vacuum seukuran pemanggang roti. Kami perlahan menggabungkan jebakan yang mengandung atom untuk menghasilkan interaksi yang terkontrol dan mengukurnya, ”kata Associate Professor Mikkel F. Andersen dari Departemen Fisika, Otago.

Ketika tiga atom saling mendekati, dua membentuk sebuah molekul, dan mereka semua terkena energi yang dilepaskan dalam proses itu. Kamera mikroskop memungkinkan Anda untuk memperbesar dan mempertimbangkan proses ini.

gambar

Mikkel Andersen (kiri) dan Marvin Weiland di lab fisika. Atas perkenan: University of Otago

"Dua atom saja tidak dapat membentuk molekul; kimia membutuhkan setidaknya tiga. Pekerjaan kami adalah pertama kalinya proses dasar ini dipelajari secara terpisah, dan ternyata itu memberikan beberapa hasil luar biasa yang tidak kami harapkan untuk dilihat, ”kata Dr. Marvin Weiland, yang memimpin percobaan.

Sebagai contoh, para peneliti dapat melihat hasil yang tepat dari proses individu dan mengamati proses baru ketika dua atom meninggalkan percobaan bersama. Sampai sekarang, level detail ini belum teramati dalam percobaan dengan banyak atom.

“Dengan bekerja pada level molekuler ini, kami belajar lebih banyak tentang bagaimana atom bertabrakan dan bereaksi satu sama lain. Dengan perkembangan, teknologi ini dapat memberikan cara untuk membangun dan mengendalikan molekul individu dari bahan kimia tertentu, ”tambah Weiland.

Associate Professor Andersen mengakui bahwa teknik dan tingkat detail mungkin sulit bagi mereka di luar dunia fisika kuantum untuk memahami, tetapi ia percaya bahwa menerapkan ilmu ini akan berguna dalam mengembangkan teknologi kuantum masa depan yang dapat mempengaruhi masyarakat dengan cara yang sama seperti yang sebelumnya. teknologi kuantum yang memungkinkan untuk membuat komputer modern dan internet.

“Penelitian, yang dilakukan dalam skala yang lebih kecil dan lebih kecil, telah menjadi dasar bagi sebagian besar perkembangan teknologi dalam beberapa dekade terakhir. Sebagai contoh, ini adalah satu-satunya alasan ponsel modern memiliki daya komputasi lebih dari superkomputer pada 1980-an, dan saya akan sangat senang melihat bagaimana penemuan kami akan memengaruhi kemajuan teknologi di masa depan, ”kata Associate Professor Andersen.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa pembentukan molekul membutuhkan waktu lebih lama dari yang diharapkan dibandingkan dengan percobaan lain dan perhitungan teoritis, yang saat ini tidak cukup untuk menjelaskan fenomena ini. Meskipun para peneliti mengusulkan mekanisme yang dapat menjelaskan perbedaan ini, mereka menekankan perlunya pengembangan teori lebih lanjut di bidang mekanika kuantum eksperimental.

Baca lebih banyak artikel di saluran Telegram saya Saluran Quant (@proquantum) yang
didedikasikan untuk fisika, mekanika kuantum, dan astrofisika.
Berlangganan dan perluas pengetahuan Anda!

More articles:


All Articles