‘Berkas pusaran’ atom dan molekul baru adalah yang pertama dari jenisnya

Permainan terbaru Pengeluaran SGP 2020 – 2021.

Seperti es krim yang lembut, berkas atom dan molekul kini hadir dengan pusaran.

Para ilmuwan sudah tahu bagaimana menyajikan berkas cahaya spiral atau elektron, yang dikenal sebagai berkas pusaran (vortex beams).SN: 14/1/11). Sekarang, berkas pusaran atom dan molekul pertama ada di menu, para peneliti melaporkan pada 3 September Sains.

Balok pusaran yang terbuat dari cahaya atau elektron telah menjanjikan untuk membuat jenis gambar mikroskop khusus dan untuk mentransmisikan informasi menggunakan fisika kuantum (SN: 8/5/15). Tapi pusaran sinar partikel yang lebih besar seperti atom atau molekul sangat baru sehingga kemungkinan penerapannya belum jelas, kata fisikawan Sonja Franke-Arnold dari University of Glasgow di Skotlandia, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut. “Mungkin terlalu dini untuk benar-benar tahu apa yang bisa kita lakukan dengannya.”

Dalam fisika kuantum, partikel dijelaskan oleh fungsi gelombang, pola seperti gelombang yang memungkinkan para ilmuwan menghitung probabilitas menemukan partikel di tempat tertentu (SN: 6/8/11). Tapi gelombang vortex beams tidak bergerak naik turun seperti riak di atas air. Sebaliknya, partikel balok memiliki fungsi gelombang yang bergerak dalam gerakan pembuka botol saat balok bergerak melalui ruang. Itu berarti balok membawa keuletan rotasi yang dikenal sebagai momentum sudut orbital. “Ini adalah sesuatu yang sangat aneh, sangat tidak intuitif,” kata fisikawan Edvardas Narevicius dari Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel.

Narevicius dan rekan menciptakan sinar baru dengan melewatkan atom helium melalui kisi pola celah berbentuk khusus, masing-masing lebarnya hanya 600 nanometer. Tim mendeteksi ciri khas balok pusaran: deretan cincin berbentuk donat yang dicetak pada detektor oleh atom, di mana setiap donat sesuai dengan balok dengan momentum sudut orbital yang berbeda.

Satu set donat lain mengungkapkan adanya berkas pusaran excimers helium, molekul yang dibuat ketika atom helium dalam keadaan tereksitasi, atau berenergi, berpasangan dengan atom helium lain.

beberapa bentuk donat berturut-turut, masing-masing menunjukkan seberkas atom helium.  Dua lingkaran yang sulit dilihat di tengah menunjukkan molekul helium
Sebuah pola cincin mengungkapkan keberadaan berkas pusaran atom dan molekul. Setiap bentuk donat sesuai dengan seberkas atom helium dengan momentum sudut yang berbeda. Dua lingkaran yang sulit dilihat dari molekul helium berada di antara titik tengah dan dua donat pertama di kiri dan kanan tengah.A. Luski dkk/Sains 2021
beberapa bentuk donat berturut-turut, masing-masing menunjukkan seberkas atom helium.  Dua lingkaran yang sulit dilihat di tengah menunjukkan molekul helium
Sebuah pola cincin mengungkapkan keberadaan berkas pusaran atom dan molekul. Setiap bentuk donat sesuai dengan seberkas atom helium dengan momentum sudut yang berbeda. Dua lingkaran yang sulit dilihat dari molekul helium berada di antara titik tengah dan dua donat pertama di kiri dan kanan tengah.A. Luski dkk/Sains 2021

Selanjutnya, para ilmuwan mungkin menyelidiki apa yang terjadi ketika berkas pusaran molekul atau atom bertabrakan dengan cahaya, elektron, atau atom atau molekul lain. Tumbukan seperti itu dipahami dengan baik untuk balok partikel normal, tetapi tidak untuk partikel dengan momentum sudut orbital. Balok pusaran serupa yang dibuat dengan proton mungkin juga berfungsi sebagai metode untuk menyelidiki bagian dalam partikel subatom yang misterius (SN: 18/4/17).

Dalam fisika, “hal terpenting dicapai ketika kita meninjau kembali fenomena yang diketahui dengan perspektif baru,” kata fisikawan Ivan Madan dari EPFL, Institut Teknologi Federal Swiss di Lausanne, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut. “Dan, yang pasti, eksperimen ini memungkinkan kita untuk melakukan itu.”

Related posts