Los físicos del MIT han incautado las primeras imágenes de átomos individuales que interactúan libremente en el espacio. Estas imágenes muestran las partículas de “rango libre” que se predijeron hasta ahora pero que nunca se han observado directamente. Sus búsquedas, apareciendo en el diario Publicaciones de revisión físicaLos científicos nunca serán imaginados antes de los fenómenos cuánticos vistos en el espacio real.
Estas imágenes se tomaron utilizando una técnica hecha por el equipo que permite que la primera nube de átomos se mueva y se comunique de forma independiente. Luego, los investigadores activan una malla de luz que informó los átomos en sus pistas. Congele y aplique láseres finamente tejidos para iluminar los átomos suspendidos, que fotografia sus posiciones antes de que los átomos terminen naturalmente.
La física aplicó la técnica de imaginar nubes de varios tipos de átomos, y eliminó varios primeros de imagen. Los investigadores observaron directamente los átomos, conocidos como “Bosan”, que se unieron a la tendencia cuántica para la formación de una onda. También ocuparon átomos llamados “freemones” en el proceso de hacer un par en un espacio independiente, un procedimiento clave que permite una súper conductividad.
“¿Qué estamos haciendo en las interesantes nubes de los átomos y entre ellos, lo cual es hermoso, en el MIT, dice Thomas A. Frank Profesor Martin Zavarlin en el MIT.
En el mismo número de la revista, otros dos grupos informan que usan técnicas de imágenes similares, incluido un equipo encabezado por el Premio Nobel Wolf Gang Catrolle, Profesor de Física de John de MacArthur en MIT. El grupo Catrolle consideró la conexión de la pareja entre Bosan, mientras que el otro grupo, perteneciente a ACOL Noormal Soprever en París, encabezado por el antiguo post Post en el Laboratorio de Zevirlen, en París, imaginó la nube de marcos no internetos.
En este estudio de Zevirlen y sus colegas, los estudiantes graduados del MIT han escrito conjuntamente por Rouisiao Yao, Sangja Chi y Mangozwan Wang, y el Profesor Asistente de Física del MIT Richard Fletcher.
Dentro de la nube
El mismo diámetro del átomo contiene aproximadamente la décima parte del nanómetro, que es un millonario del espesor del soporte del cabello humano. A diferencia del cabello, los átomos tratan e interactúan de acuerdo con las reglas de la mecánica cuántica. Es su naturaleza cuántica lo que dificulta la comprensión de los átomos. Por ejemplo, no sabemos dónde está el átomo y qué tan rápido se está moviendo.
Los científicos pueden aplicar diferentes formas de crear átomos individuales, incluidas las imágenes de absorción, donde el átomo de luz láser brilla en la nube y pone su sombra en la pantalla de la cámara.
“Esta técnica le permite ver la forma y estructura general de la nube de átomos, pero no el átomo individual en sí”. “Es como ver una nube en el cielo, pero no las moléculas de agua individuales que hacen nubes”.
Él y sus colegas tomaron un punto de vista muy diferente para hacer una imagen directa de los átomos discutiendo el espacio libre. Sus técnicas, llamadas “microscopía atómica”, incluyen eliminar la nube nuclear en la red suelta formada por el primer haz láser. La nuclear en esta trampa está en un lugar donde pueden negociar libremente. Luego, los investigadores brillan en una malla de luz, que congela los átomos en sus posiciones. Posteriormente, otro láser ilumina los átomos suspendidos, cuya fluorosis muestra sus posiciones individuales.
“La parte más difícil fue recoger la luz de los átomos sin hervir los átomos”, dice Zevirlen. “Puedes imaginar que si disparas estos átomos, no les gustará. Entonces, hemos aprendido algunos trucos a lo largo de los años cómo hacerlo. Y esta es la primera vez que hacemos esto, donde podemos congelar el movimiento de los átomos cuando hablamos repentinamente y haciéndolos más poderosos”.
Banderas y parejas
El equipo aplicó la técnica de imagen para observar interacciones directas entre Bosan y Freemine. El fotón es un ejemplo de bosan, mientras que los electrones son un tipo de marco. Los átomos pueden ser bosan o redactores, dependiendo de su giro total, lo que determina si sus protones, neutrones y electrones son aún más altos o extraños. En general, Bosan se atrae a sí mismo, mientras que los marcos se retiran.
Zevirlen y sus colegas imaginaron por primera vez una nube de bosán hecha de átomos de sodio. A bajas temperaturas, una nube de bosan forma lo que se conoce como conduicio de Bose Einstein. El ganado de los átomos de sodio del MIT fue una de las primeras personas en producir Einstein conductus, para lo cual compartió el Premio Nobel de Física 2001.
El grupo de Xavierine ahora puede crear una imagen de átomos de sodio individuales dentro de la nube, para que se puedan observar sus interacciones cuánticas. Durante mucho tiempo se ha predicho que Bosan debería ser “lanzado” simultáneamente. Este grupo es un resultado directo de su capacidad para distribuir otra onda mecánica cuántica. La primera predicción de esta ola fue realizada por el físico Louis de Broghley. Es la suposición de “onda de deatina” que parcialmente dio lugar al comienzo de la mecánica cuántica moderna.
“Entendemos mucho sobre el mundo con esta ola”. “Pero es realmente difícil observar los efectos como estos cuantos, olas. Sin embargo, en nuestro nuevo microscopio, podemos imaginar directamente esta ola”.
En sus experimentos de imágenes, el equipo del MIT logró ver la primera vez, mientras compartía un cuántico, una cooperación, De Broghley View, Bosan estaba envuelto juntos. El equipo también consideró una nube de dos tipos de átomos de litio. Todo tipo de átomos son una fraternidad, que naturalmente elimina su naturaleza, pero puede interactuar estrictamente con otros tipos específicos de cuadros. Cuando imaginaron la nube, los investigadores observaron que realmente, se discutieron los tipos de anti -framers y formaron los pares de cuadros, una pareja que podían ver la primera vez.
“Tal par es la base de una construcción matemática que ha surgido para explicar las experiencias”, dice Richard Fletcher, co -autor del estudio. “Así que es un muy buen recordatorio de que la física se trata de cosas físicas. Este es un hecho”.
En el futuro, el equipo aplicará su técnica de imagen para ver fenómenos más extraños y de bajo consumo, como “salas cuánticas”, cuando se habla con electrones, en presencia de un campo magnético.
“En el mismo lugar, la teoría se vuelve realmente peluda, donde las personas comienzan a tomar fotos en lugar de poder escribir una teoría completa porque no pueden resolverla por completo”, dice Zavarlein. “Ahora podemos confirmar si estas caricaturas en los estados de la sala cuántica son realmente reales. Porque son hermosos estados extraños”.
Parcialmente, a través de la Fundación Nacional de Ciencias, el Centro MIT Harvard para Atoms Ultravold, así como la Investigación Científica de la Oficina de la Fuerza Aérea, la Oficina de Investigación del Ejército, el Departamento de Energía, la Agencia de Investigación de Proyectos Advistas de Defensa, una facultad de Vanneer Bush y facultad de facultad.
