دانشمندان با روش جالبی و از طریق آینه موفق شده اند طول عمر اتم ها یا همان زمان بازگشت آنها به حالت پایه را طولانی تر کنند. با دیپ لوک همراه باشید…
تمام سیستم های طبیعی تمایل به قرار گرفتن در پایدارترین حالت دارند، به همین دلیل در صورت برانگیختگی، به سرعت به حالت پایه ی خود باز میگردند. حالا محققان دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد توانسته اند با قرار دادن یک اتم مصنوعی در مقابل یک آینه، طول عمر آن را به بیش از ده برابر حالت طبیعی، افزایش دهند. یافته های آنها به تازگی در ژورنال Nature Physics منتشر شده است.
اتم مصنوعی، یک مدار الکتریکی ابررسانا است که درست مثل یک اتم طبیعی رفتار می کند، یعنی با گرفتن انرژی، برانگیخته می شود و سپس این انرژی اضافی را به شکل ذرات نور تابش می کرده و به حالت پایه اش بازمی گردد. در این آزمایش، نور دارای فرکانسی بسیار پایین تر از نور معمولی بوده و در محدوده ی امواج مایکروویو است.
دادن انرژی به اتم، باعث برانگیختگی آن می شود. اتم برای زمانی هر چند کوتاه در این حالت برانگیخته می ماند و سپس با از دست دادن انرژی اضافی، دوباره به حالت پایه باز می گردد. این زمان، طول عمر اتم نامیده می شود. کاری که محققان دانشگاه چالمرز موفق به عملی کردن آن شده اند، افزایش همین زمان یا طول عمر است. آنها برای این کار، یک اتم مصنوعی را در مقابل مدار کوتاهی که به عنوان یک آینه عمل می کند، قرار دادند. البته اتم باید در فاصله ای خاص نسبت به این آینه قرار بگیرد. محققان با تغییر این فاصله می توانند اتم را مدت بیشتری در حالت برانگیخته نگه دارند و حتی طول عمر اتم را حدود ۱۰ بار طولانی تر از زمان فقدان آینه افزایش دهند. حتی با قرار دادن این اتم در فاصله ای خاص می توان طول عمر آن را آنقدر زیاد کرد که قادر به مشاهده ی آن نباشیم و بنابراین اتم را در مقابل آینه، ناپدید یا نامرئی کرد!
اما چرا اتم می میرد؟ (یا به حالت پایه اش باز می گردد؟) در واقع پاسخ این است که اتم، تغییرات بسیار کوچک میدان الکترومغناطیسی را می بیند. این تغییرات ناشی از نظریه ی کوانتوم،به عنوان افت و خیزهای خلاء شناخته می شوند. افت وخیزهای خلا، تغییرات موقتی و بسیار کوتاه انرژی در فضای خالی هستند که با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ توجیه می شوند. زمانیکه اتم در مقابل آینه قرار می گیرد با تصویرش در آینه برهمکنش می کند (!) و در نتیجه میزان افت وخیزهای خلا تغییر می کند. سیستمی که محققان چالمرز موفق به ساخت آن شدند برای اندازه گیری افت و خیزهای خلا بسیار مناسب است، چیزی که اندازه گیری آن بسیار مشکل است.
منبع: phys.org
از تازه ترین اخبار کوانتومی به سرعت آگاه شوید:
عضویت در خبرنامه ایمیلی دیپ لوک عضویت در خبرنامه تلگرام دیپ لوک
