Квантовый мир: физики впервые точно измерили положение атомов в трех измерениях

Фото: ScienceAlert

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Physical Review A, физики впервые измерили положения отдельных атомов в трех измерениях на одном изображении. Таким образом ученые открыли новый способ наблюдения квантовых взаимодействий в материалах, пишет ScienceAlert.

Физики разработали новый метод наблюдения за расположением атомов, используя высокоточный прибор квантовой газовой микроскопии, с помощью которого они наблюдали за расположением атомов ультрахолодного газа в трехмерном пространстве и измерили их характеристики.

Хотя физики и раньше наносили на карту атомы в трех пространственных измерениях, существующие методы наблюдения требуют многократной экспозиции изображений и не имеют высокого разрешения квантовой газовой микроскопии. По слова авторов исследования, новый метод изучения атомов позволяет проводить измерения проще и быстрее. Измерения атомов в трехмерном пространстве можно получить лишь с помощью одного снимка.

Ранее физики применяли квантовую газовую микроскопию для точного описания расположения атомов в двух пространственных измерениях на плоскости. Таким образом было получено расположение пар атомов без учета вертикальной координаты.

С помощью деформации света, который излучают атомы, физики добавили вертикальную координату и описали, насколько высоко находится атом. По словам ученых, с помощью нового метода они получили изображения атомов, которые выглядят не как типичные круглые пятна, а получили форму гантели. Направление, в котором указывает эта гантель, зависит от расстояния, которое свет должен был пройти от атома до камеры микроскопа.

По словам физиков, если рассчитать это расстояние с помощью математических вычислений можно измерить расположение атомов вдоль вертикальной координаты. Новый метод измерения положения атомов в трехмерном пространстве дает ученым возможность проводить более точно квантовые эксперименты. Авторы исследования считают, что разработанный ими метод можно улучшить и адаптировать для применения изучения атомов не только с помощью квантовой газовой микроскопии.

По словам ученых, с помощью этого метода можно будет разрабатывать новые квантовые материалы, где нужно достичь определенных характеристик. Также можно изучать, какие квантово-механические эффекты возникают, когда атомы расположены в определенном порядке. Это позволит моделировать свойства трехмерных материалов без необходимости их синтеза.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo