في العالم الكمومي ، تكون الجزيئات دائمًا في حالة تنقل. ولأول مرة على الإطلاق ، استحوذ العلماء مباشرة على هذه الرقصات الكمومية الصغيرة في العمل – وفعلوا ذلك عن طريق تفجيرها جيدًا.
حتى في الصفر المطلق ، تهتز الجسيمات الفردية باستمرار دون وضع ثابت ، وهي ظاهرة يشار إليها بحركة نقطة الصفر. في ورقة نشرت في 7 أغسطس في علوم، قام الباحثون في Xfel الأوروبي بتسخير هذا السلوك لجزيء 2-iodopyridine ، والذي يتكون من 11 ذرة. من خلال تفجير الجزيء مع رشقات قوية وقصيرة من نبضات الأشعة السينية ، أنشأ الفريق “ضجة كبيرة مجهرية” سمحت لهم بتتبع التقلبات الكمومية للجزيء ، وبالتالي تصور تقلبات الجزيء.
“لقد تمكنا من رؤية أن الذرات لا تهتز بشكل فردي فحسب ، بل إنها تهتز بطريقة مقترنة ، بعد أنماط ثابتة” ، قال مؤلف كبير في الدراسة حتى Jahnke في أ إفادة. وأضاف Jahnke ، وهو عالم فيزيائي في معهد الفيزياء النووية بجامعة Goethe Frankfurt في ألمانيا ، أن Iodopyridine “يتميز بمجموعة كاملة من 27 طريقة مختلفة من الاهتزاز” ، وهو سلوك كمي رائع لا يمكن تفسيره بشكل كلاسيكي.
استخدم الفريق تقنية تسمى Coulomb Explosion Imaging ، والتي تنطلق من الجزيئات مع الأشعة السينية لطرد مساحات من الإلكترونات من الجزيء المستهدف. هذا يجعل الجزيء مشحونة بشكل إيجابي بشكل عام ، مما تسبب في صد أجزاء الذرة لصد بعضها البعض وتطير في النهاية. قامت أداة خاصة بسرعة بتسجيل شكل وحركة كل جزء من الانفجار ، والذي استمر أقل من فمتوثانية (ربع المليون من الثانية).
استنادًا إلى السجلات ، قام الباحثون بتصنيف الانفجار “لتصور” حركة الجزيء ، مما يؤكد أنه يتماشى مع حركة النقطة الصفرية المرتبطة التي كانوا يأملون في ملاحظتها.
بخلاف جلب لنا تمثيلًا ملموسًا للعالم الكمومي ، تمثل النتائج الجديدة “بصمات” السلوك الكمي لـ Atoms. إن استخدام هذه التقنية لدراسة ظواهر مماثلة للجزيئات الأخرى يمكن أن تفتح طرقًا جديدة تمامًا للفيزيائيين للتحقيق في الجزيئات الفردية بدقة غير مسبوقة ، وفقًا للباحثين.
وقال مايكل ماير ، المؤلف المشارك في دراسة الدراسة في مركز هامبورغ للتصوير الفائق في ألمانيا ، في أحد أدواره في ألمانيا في ألمانيا في ألمانيا ، ” بيان XFEL.
وقال جانك: “هدفنا هو تجاوز رقصة الذرات والمراقبة بالإضافة إلى رقص الإلكترونات – وهو تصميم رقص أسرع بكثير ويتأثر أيضًا بالحركة الذرية”. “من خلال أجهزتنا ، يمكننا أن ننشئ تدريجياً أفلامًا قصيرة حقيقية من العمليات الجزيئية – وهو أمر لا يمكن تصوره ذات مرة.”