غیرممکن، ممکن شد: دانشمندان بالاخره اتم را خم کردند!
دانشمندان مرکز هوافضای آلمان (DLR) با انجام آزمایشی موفق به بازسازی رفتار موجی‌شکل اتم‌ها شدند که پیش‌تر غیرممکن تصور می‌شد.
این پژوهش با استفاده از اتم‌های پرانرژی هلیم و هیدروژن و عبور آنها از یک ورق گرافن به ضخامت یک اتم صورت گرفت و الگوی پراشی دایره‌ای شکل ثبت شد که نشان‌دهنده رفتار موجی‌شکل اتم‌ها است.
به گزارش خبرآنلاین، این آزمایش توانست رفتار موجی‌شکل اتم‌ها را به اثبات برساند، پدیده‌ای که از مشخصه‌های ذرات کوانتومی محسوب می‌شود. چنین نتایجی می‌توانند راه را برای توسعه فناوری‌های انقلابی مانند شناساگرهای موج گرانشی با حساسیت بالا هموار کنند.
ایده این پژوهش به سال ۱۹۲۷ بازمی‌گردد، زمانی که «جرج پاجت تامسون»، فیزیک‌دان انگلیسی، نشان داد الکترون‌ها هنگام عبور از شبکه‌ای کریستالی الگوهای پراشی ایجاد می‌کنند. این کشف که جایزه نوبل فیزیک را برای تامسون به ارمغان آورد، اساس پیشرفت‌هایی همچون میکروسکوپ الکترونی را بنا نهاد. اما تلاش برای تکرار این آزمایش با اتم‌ها طی یک قرن گذشته به دلیل محدودیت‌های فناوری و تخریب کریستال‌ها توسط اتم‌های پرانرژی به نتیجه نرسیده بود.
در آزمایش جدید، دانشمندان اتم‌های پرانرژی را به سمت یک لایه گرافن هدایت کردند. گرافن، با ساختار منحصر به فرد خود که از اتم‌های کربن تشکیل شده، در برابر شلیک مداوم اتم‌ها به مدت ۱۰۰ ساعت مقاومت نشان داد و هیچ آسیبی ندید. این پدیده، امکان ثبت الگوی پراشی واضحی را فراهم کرد.
راز موفقیت این آزمایش در تبادل غیرقابل‌شناسایی انرژی میان اتم‌ها و گرافن نهفته است. این فرآیند، خصوصیات موج کوانتومی اتم‌ها را حفظ کرد و امکان مشاهده الگوی پراش را مهیا ساخت. این دستاورد علمی به‌ویژه در زمینه توسعه تداخل‌سنج‌های اتمی با حساسیت بی‌سابقه امیدبخش است. چنین تداخل‌سنج‌هایی می‌توانند برای شناسایی امواج گرانشی با دقتی فراتر از توانایی رصدخانه‌های فعلی مورد استفاده قرار گیرند.
نتایج این پژوهش که پیش از داوری در وب‌سایت arXiv منتشر شده است، می‌تواند افق‌های جدیدی را در فیزیک کوانتومی باز کند و پایه‌گذار نوآوری‌های بیشتری در علوم تجربی باشد.
