Μια ομάδα Φυσικών της Σχολή Φυσικής του Technion στο Ισραήλ πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο στον τομέα της Κβαντικής Φυσικής, μεταφέροντας άτομα μεταξύ δύο σημείων μέσω του φαινομένου της σήραγγας. Το αποτέλεσμα αυτό ανοίγει νέες προοπτικές για την ανάπτυξη προηγμένων κβαντικών εφαρμογών.
Η κβαντική σήραγγα είναι ένα φαινόμενο που επιτρέπει σε ένα σωματίδιο να διασχίσει ένα φράγμα δυναμικού που δεν θα μπορούσε κλασικά να ξεπεράσει. Είναι σαν να καταφέρνει ένα μπαλόνι να διασχίσει έναν τοίχο χωρίς να σπάσει ή να περάσει από πάνω του. Το φαινόμενο αυτό, χαρακτηριστικό του κβαντικού κόσμου, αξιοποιήθηκε από ερευνητές για τη μεταφορά ατόμων μεταξύ δύο οπτικών λαβίδων.
Οι οπτικές λαβίδες, που αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1980 από τον Φυσικό Arthur Ashkin, χρησιμοποιούν ένα εστιασμένο laser για να παγιδεύουν και να χειρίζονται μικροσκοπικά αντικείμενα, όπως κύτταρα και μόρια. Σε αυτό το πείραμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρεις οπτικές λαβίδες τοποθετημένες σε σειρά, εισάγοντας σε αυτές εξαιρετικά ψυχρά φερμιονικά άτομα, που είχαν ψυχθεί σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν.
Αλλάζοντας την απόσταση μεταξύ των λαβίδων, οι ερευνητές κατάφεραν να ελέγξουν την ταχύτητα σήραγγας των ατόμων, μεταφέροντάς τα με επιτυχία μεταξύ των δύο εξωτερικών λαβίδων. «Παρατηρήσαμε μια ομαλή και αποτελεσματική μεταφορά ατόμων μεταξύ των δύο εξωτερικών παγίδων, με πολύ χαμηλό πληθυσμό να παραμένει στην κεντρική παγίδα», εξηγούν οι ερευνητές.
Μια ενδιαφέρουσα πτυχή του πειράματος είναι ότι τα άτομα δεν σταμάτησαν στην κεντρική λαβίδα. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στην παρεμβολή των κυμάτων που περιγράφουν τη συμπεριφορά των ατόμων. Κατά τη διάρκεια της μεταφοράς, τα κυματικά πακέτα των ατόμων εξαπλώνονται και επικαλύπτονται και στις τρεις λαβίδες. Η εποικοδομητική παρεμβολή των κυμάτων δημιουργεί κορυφές και κοιλότητες στην πρώτη και την τρίτη λαβίδα, ενώ στην κεντρική λαβίδα οι κορυφές και οι κοιλότητες αλληλοεξουδετερώνονται. Αυτή η καταστροφική παρεμβολή καθιστά την πιθανότητα να βρεθεί το άτομο στην κεντρική λαβίδα σχεδόν μηδενική, επιτρέποντας μια αποτελεσματική μεταφορά μεταξύ των δύο εξωτερικών παγίδων.
Πρόκειται για ένα απίστευτο επίτευγμα, που αποδεικνύει πώς οι οπτικές λαβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πλατφόρμα για τη διεξαγωγή πειραμάτων στον τομέα της Κβαντικής Φυσικής. Η δυνατότητα ελέγχου της σήραγγας των ατόμων θα μπορούσε να ανοίξει νέες δυνατότητες για τη δημιουργία κβαντικών συσκευών, όπως υπολογιστές και αισθητήρες υπερ-ακρίβειας.
[via]
VIA: TechGear.gr
