Particulele Se Plimbă Prin Ziduri În Timp Ce Fizicienii Urmăresc

{h1}

Fizicienii au măsurat sincronizarea fenomenului ciudat de tunelare cuantică care permite trecerea particulelor prin pereți.

Uneori, particulele pot trece prin pereți.

Deși sună ca ficțiune științifică, fenomenul este bine documentat și chiar înțeles în conformitate cu regulile bizare care guvernează lumea microscopică numită mecanică cuantică.

Acum, oamenii de știință au măsurat sincronizarea acestui truc de trecere a pereților cu mai multă acuratețe ca niciodată și își raportează rezultatele în numărul de astăzi (17 mai) al revistei Nature.

Procesul se numește tunelare cuantică și are loc atunci când o particulă trece printr-o barieră pe care se pare că nu ar trebui să o poată. În acest caz, oamenii de știință au măsurat electronii care scapă din atomi, fără a avea energia necesară pentru a face acest lucru. În lumea normală din jurul nostru, acest lucru ar fi ca un copil sări în aer și cum ar curăța o casă întreagă. [Grafic: Particule cele mai minunate ale naturii explicate]

Tunelarea cuantică este posibilă datorită naturii valurilor materiei. Confundant așa cum pare, în lumea cuantică, particulele acționează adesea ca valurile de apă, mai degrabă decât bilele de biliard. Aceasta înseamnă că un electron nu există într-un singur loc la o singură dată și cu o singură energie, ci mai degrabă ca un val de probabilități.

„Electronii sunt descriși prin funcții de undă care se extind lin din interior până în exteriorul atomilor - o parte a electronului este întotdeauna în afara atomului”, explică fizicianul Manfred Lein din Leibniz Universität Hannover, în Germania, într-un eseu însoțitor în aceeași problemă a Naturii..

Acum, fizicienii conduși de Dror Shafir de la Institutul de Știință din Weizmann din Israel au determinat electronii să se tuneleze din atomi și au măsurat atunci când fac acest lucru până la 200 de atosecunde (un atosecund este de 10-18 secunde sau 0.000000000000000001 secunde).

Cercetătorii au folosit o lumină cu laser pentru a suprima bariera energetică care, în mod normal, va prinde un electron în interiorul unui atom de heliu. Acest laser a redus rezistența barierei suficient de mult, încât un electron nu ar avea energia necesară pentru a scăpa de atom, dar ar putea înșela și să-și tuneleze. (Laserul, de asemenea, întoarce electronul înapoi la atomul său părinte, după ce se tunelează.)

„Cunoaștem tunelurile de electroni printr-o fereastră foarte scurtă”, a spus Nirit Dudovich, institutul Weizmann, membru al echipei de experiment. "Încercăm să urmărim înapoi în punctul în care electronul a părăsit bariera și să spunem exact când în timpul ciclului electronul a părăsit bariera."

Pentru a măsura acest lucru, fizicienii au căutat fotonul de lumină produs atunci când un electron a reintrat în atom după ce a trecut prin tunel. În unele cazuri, oamenii de știință au folosit un laser pentru a îndepărta electronul, împiedicându-l să se recombine cu atomul.

"Este o lovitură dependentă de timp", a spus Dudovici pentru WordsSideKick.com. "În cele din urmă ne spune ceva despre punctul în care electronul a fost eliberat. Rezultatul este că tunelarea are loc în mai puțin de câteva sute de atosecunde."

Aceasta este prima dată când oamenii de știință au reușit să identifice când un electron s-a tunelat printr-un atom. Anterior, calculele teoretice au prezis momentul sincronizării cuantice, dar niciodată nu s-a măsurat direct cu această precizie.

Rezultatele ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă alte procese super-rapide care se bazează pe tunelarea cuantică.

„Știm că acest fenomen inițiază multe procese rapide, care sunt foarte fundamentale în natură”, a spus Dudovici. "Deci ne putem gândi la acest lucru, deoarece am măsurat cu adevărat primul pas în multe procese din natură."

Puteți urmări scriitoarea senior WordsSideKick.com Clara Moskowitz pe Twitter @ClaraMoskowitz. Pentru mai multe știri științifice, urmați WordsSideKick.com pe twitter @WordsSideKick.com.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


„Ultimul Naufragiu” De La Bătălia Din Jutland A Primului Război Mondial Găsită În Apropierea Norvegiei
„Ultimul Naufragiu” De La Bătălia Din Jutland A Primului Război Mondial Găsită În Apropierea Norvegiei

Muntele Sf. Helens Rămâne Un Mister 30 De Ani Mai Târziu
Muntele Sf. Helens Rămâne Un Mister 30 De Ani Mai Târziu

Solstițiul De Iarnă: Știința Celei Mai Scurte Zile Din 2017
Solstițiul De Iarnă: Știința Celei Mai Scurte Zile Din 2017

Vizionarea Oamenilor Beatbox Într-Un Aparat Rmn Îți Va Arunca Mintea
Vizionarea Oamenilor Beatbox Într-Un Aparat Rmn Îți Va Arunca Mintea

Cum Funcționează Hidrologia
Cum Funcționează Hidrologia


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com