ทีมงานจากแห่งมหาวิทยาลัยฮัมบูร์กประเทศเยอรมนี ได้บุกเบิกวิธีใหม่ในการถ่ายภาพก๊าซควอนตัม ซึ่งเป็นการรวบรวมอะตอมเพียงเศษเสี้ยวที่อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ ด้วยการใช้เทคนิคการดักจับและการขยายตัวแบบต่างๆ นักวิจัยขยายการกระจายเชิงพื้นที่ของอะตอมได้ถึง 90 เท่า ทำให้สามารถวัดจำนวนอะตอม ความสัมพันธ์ระหว่างอะตอมและรูปแบบที่ก่อตัวขึ้นได้ด้วยความแม่นยำที่มากกว่า ก่อน.
เทคนิคนี้
สามารถปูทางไปสู่การสำรวจปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้การใช้การทดลองในห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุมสูงเพื่อจำลองปรากฏการณ์ควอนตัมที่คล้ายคลึงกันเป็นหนึ่งในเส้นทางที่โดดเด่นและมีแนวโน้มดีที่สุดในการทำความเข้าใจพฤติกรรมควอนตัมที่ซับซ้อน
สิ่งที่เรียกว่าการทดลองจำลองควอนตัมเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเพราะสามารถจำลองไดนามิกของระบบสสารควบแน่น ตัวอย่างเช่น ระบบสสารควบแน่นที่วิธีการเชิงตัวเลขหรือเชิงทฤษฎีล้มเหลวก๊าซควอนตัมในตาข่ายออปติคัลทำให้เครื่องจำลองควอนตัมยอดเยี่ยม เนื่องจากสามารถควบคุม
และจัดการได้ด้วยความแม่นยำสูง โครงข่ายออปติคัลถูกสร้างขึ้นโดยการซ้อนทับชุดของลำแสงเลเซอร์เพื่อสร้างรูปแบบการจุ่มลงในพลังงานศักย์เป็นระยะๆ คล้ายกล่องไข่ ทำให้อะตอมในก๊าซถูกดักจับที่จุดจุ่มหรือ “ไซต์” แต่ละแห่ง (ดูรูปสำหรับการแสดงภาพของ อะตอมในตาข่ายแสง)
เพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ดีของเครื่องจำลองควอนตัมเหล่านี้ เราจำเป็นต้องสร้างภาพแต่ละไซต์ด้วยสเกลความยาวขนาดเล็กอย่างแม่นยำ ในเครื่องจำลองก๊าซควอนตัม 2 มิติ ซึ่งโดยทั่วไปแต่ละตำแหน่งจะถูกครอบครองโดยอะตอมเดี่ยว เทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์ ที่ได้รับการยอมรับเป็นอย่างดี
มีอยู่แล้วสำหรับการถ่ายภาพระบบในระดับที่เล็กลงโดยการถ่ายภาพโดยตรงด้วยความละเอียดของแสงสูง อย่างไรก็ตาม เทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์ในปัจจุบันสำหรับระบบ 2 มิติล้มเหลวสำหรับระบบ 3 มิติ ตัวอย่างเช่น อะตอมจำนวนมากครอบครองตำแหน่งเดียว “เทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์
มีความสำคัญ
อย่างยิ่งต่อความเข้าใจในระบบควอนตัมของร่างกายหลายๆ ส่วน” คริสทอฟ ไวเทนเบิร์กหัวหน้ากลุ่มรุ่นน้องที่มหาวิทยาลัยฮัมบูร์ก ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาร่วมกับเคลาส์ เซ็งสต็อค อธิบาย. “เราต้องการผลักดันเทคนิคปัจจุบันให้มากขึ้นทั้งระบบใหม่และความซับซ้อนทางเทคนิคที่น้อยลง”
ขยายคลื่นสสารในการถ่ายภาพวัตถุในชีวิตประจำวัน เราจะใช้เลนส์แก้วเพื่อขยายภาพออพติคัลของมัน โดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของคลื่นของแสง ในการถ่ายภาพก๊าซควอนตัม 3 มิติ กลุ่มบริษัทฮัมบวร์กจะใช้ประโยชน์จากธรรมชาติที่เหมือนคลื่นของก๊าซแทน และใช้เลนส์ที่เรียกว่าคลื่นสสารเป็นแว่นขยาย
เลนส์นี้ไม่ใช่เลนส์จริงที่ทำจากแก้ว แต่เป็นชุดของเทคนิคที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับรูปร่างของก๊าซ ในขั้นต้น ก๊าซควอนตัม 3 มิติถูกขังอย่างแน่นหนาในตะแกรงออปติคัลที่มีพื้นที่ห่างกันน้อยกว่าไมโครเมตร ทำให้โครงสร้างมีขนาดเล็กเกินไปที่จะถ่ายภาพได้โดยตรง ด้วยการเปลี่ยนรูปร่างของกับดักตามเวลา
ที่กำหนดแล้ว
ปิดกับดักทั้งหมดเพื่อให้ก๊าซขยายตัวอย่างอิสระ นักวิจัยทำให้ก๊าซวิวัฒนาการผ่านชุดรูปทรงเรขาคณิตเพื่อให้มันกลับคืนสู่รูปร่างเดิม แต่มีความสำคัญ กำลังขยาย จากนั้นพวกเขาสามารถทำการวัดได้อย่างแม่นยำ แม้กระทั่งแก้ไขการเคลื่อนที่ของอะตอมขนาดเล็กภายในไซต์แลตทิซ
“สิ่งนี้น่าตื่นเต้นอย่างยิ่งเพราะเราแสดงให้เห็นว่าเทคนิคนี้ใช้ได้กับระบบ 3 มิติที่มีหลายอะตอมต่อไซต์แลตทิซ ในสภาวะที่ไม่สามารถถ่ายภาพความละเอียดสูงได้จนถึงขณะนี้” กล่าวนักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยฮัมบูร์กและผู้เขียนคนแรกของการศึกษา เพื่อเป็นเกณฑ์มาตรฐานเทคนิคการถ่ายภาพ
และเพื่อนร่วมงานได้ทำการวัดคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของก๊าซควอนตัมเพื่อแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนสถานะเป็นคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นสถานะของสสารที่อะตอมทั้งหมดประพฤติตัวเป็น “ซุปเปอร์อะตอม” หนึ่งเดียว การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถกำหนดลักษณะโดยการวัดเลขอะตอม
ในโครงตาข่ายและทำให้เป็นการทดสอบในอุดมคติการสำรวจระบอบการปกครองที่แปลกใหม่และยังไม่ได้สำรวจขณะนี้เทคนิคการถ่ายภาพได้รับการจัดตั้งขึ้นและแสดงภาพก๊าซควอนตัม 3 มิติได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยจึงกระตือรือร้นที่จะตรวจสอบระบอบใหม่ของการเปลี่ยนแปลงของควอนตัมในร่างกายจำนวนมาก
ในการทดลองในอนาคต ทีมงานวางแผนที่จะศึกษาสถานะโทโพโลยี ซึ่งอะตอมที่ขอบของระบบ 3 มิติจะทำงานแตกต่างจากอะตอมภายในกลุ่ม สถานะเหล่านี้ได้รับการเสนอในทางทฤษฎี แต่ยังไม่ถูกสังเกตจากการทดลองในระบบเหล่านี้ ทีมงานเชื่อว่าวิธีการของมันอาจขยายไปถึงความไวของอะตอมเดี่ยว
ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับระบบควอนตัมที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างมากในรูปทรงตาข่ายที่ซับซ้อน กล่าวว่า “ขณะนี้เรากำลังสำรวจฟิสิกส์ในระบบ 3 มิติในระดับไซต์เดียว “เราได้พบปรากฏการณ์ที่น่าสนใจแล้ว เช่น คลื่นความหนาแน่นที่เกิดขึ้นจากการเอียงอย่างแรงไปที่โครงตาข่าย”
อีกทางเลือกหนึ่งคือการเรียกการมีอยู่ของขั้นตอนควอนตัมโครโมไดนามิกส์ (QCD) ที่ยังไม่ถูกค้นพบ ซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายวิธีที่ควาร์กจับตัวกันภายในโปรตอน นิวตรอน และฮาดรอนอื่นๆ อย่างไรก็ตาม โทมาราสยอมรับว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสถานการณ์ที่ “แปลกใหม่” “เรายังไม่ค้นพบมิติพิเศษขนาดใหญ่” เขากล่าว
“และเรามีเหตุผลที่จะสงสัยว่าส่วนตัดขวางของหลุมดำขนาดเล็กน่าจะเล็กเกินไปที่จะตอบสนองวัตถุประสงค์ของเรา และยิ่งไปกว่านั้น เรายังไม่มีมิติที่แข็งแกร่ง ยังเข้าใจเชิงปริมาณในขั้นตอนของ” อย่างไรก็ตาม หากพื้นผิวที่พิสูจน์ได้เป็นโปรตอน โทมาราสเชื่อว่า “เกือบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้” ที่ปรากฏการณ์แปลกใหม่ดังกล่าวเกิดขึ้นในธรรมชาติ อะไรเร่งพวกเขา?
Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ / สล็อตแตกง่าย
