g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Yüksek teknoloji algılama teknolojisi, Doğu Çin Normal Üniversitesi ve diğer deneyler, "kuantum dalgası" tek molekül yankısını buldu

Yankı, yani dinleyiciye geri yansıyan dalgalardan kaynaklanan tekrarlayan veya yankılanan ses, genellikle birkaç fiziksel sistemde oluşur. Fizik araştırmalarında yankı, genellikle sistem ve çevre arasındaki etkileşimin neden olduğu gizleme etkisini ortadan kaldırmak ve belirli nesnelerin doğasında bulunan özelliklerini ortaya çıkarmak için kullanılır. Weizmann Bilim Enstitüsü ve Doğu Çin Normal Üniversitesi'nden (ECNU) araştırmacılar, deneyler yoluyla tek bir izole moleküldeki kuantum dalga paketlerinin yankısını gözlemlediler. Araştırmasının sonuçları, moleküllerdeki ultra hızlı intramoleküler süreçleri tespit etmek için yeni araçlar sunabilecek Nature Physics dergisinde yayınlandı.

Bu araştırmayı yürüten araştırmacılardan Profesör Ilya Averbukh, `` 2017 yılında Weizmann Enstitüsü'nden Kibbutz Ein Gedi Optik seminer sırasında Çinli meslektaşlarımızla bir tartışma yaptık ve bu araştırmanın sonuçlarını ortaya koyduk. Daha önce, Şangay'daki bir Fransız ekiple ve Dijon Burgundy Üniversitesi ile başarılı bir işbirliğini sürdürmüştük. Molekülün dönüşündeki yankı. Averbukh ve meslektaşları tarafından yapılan ilk teorik analiz şunu gösterdi:

Moleküler gazda gözlenen dönen yankılar, moleküler titreşim dinamiğine karşılık gelmelidir.Bu tahmin daha sonra deneylerle doğrulanmıştır. Ancak deney başladığında araştırmacılar, Doğu Çin Normal Üniversitesi tarafından kullanılan ölçüm sisteminin son derece ince gazlarda, hatta tek tek moleküllerde bile "yankı etkisini" gözlemleyebildiğini fark ettiler. Aslında, Doğu Çin Normal Üniversitesi araştırmacıları tarafından kullanılan ekipman, tek tek moleküllerin sinyallerini birer birer tespit edebiliyor. Bunu fark ettikten sonra, araştırma ekibi kuantum dalgası paket yankısını tek bir molekülde incelemeye başladı.

Deneyde kullanılan moleküller titreşimle soğutulur, bu nedenle tüm moleküller ve lazer alanı arasındaki etkileşim aynı başlangıç durumundan başlar ve kuantum mekaniği yasalarına tabidir. Genellikle yankı, birçok spin, atom veya molekül içeren bir toplulukta görülür, bu spinlerin, atomların veya moleküllerin doğası hafifçe dağılmıştır. Tek moleküller durumunda, gerekli 'belirsizlik' kuantum mekaniği tarafından getirilir.Tüm moleküller aynı başlangıç durumundan başlasa da, aynı lazer alanı tarafından uyarılırlar, ancak uyarılmadan sonraki durum tamamlanmamıştır. Açıkça, moleküller çoklu kuantum titreşim durumlarının 'üst pozisyonunda' var olurlar.

Averbukh ve meslektaşları tarafından incelenen etkiler, 1965 Nobel Fizik Ödülü sahibi Richard Feynman'ın ünlü bir düşünce deneyinde ortaya koyduğu etkilere benzer. Bu "Gdanken deneyinde" Feynman, elektronları birer birer göndermeyi ve bu yarıkların arkasındaki ekrandan sinyaller toplamayı düşündü. Ek ölçüm yapılmazsa, kuantum mekaniğinin yasaları, araştırmacıların her bir elektronun hangi yarıktan geçtiğini bilmesini "engelleyecektir". Sonuç olarak, her ne kadar tek tek elektronlar ekranın etrafına rastgele dağılmış olsa da.

Ancak deney birçok kez tekrarlandığında, ekrandaki tek tek tıklamalar bu "kuantum belirsizliği" nin neden olduğu girişim kalıpları oluşturdu. Yeni araştırma durumunda, her bir molekülün içinde kuantum müdahalesi meydana gelir ve kendisini normal uzay yerine zaman alanında gösterir. Bir bakıma, yeni araştırma, Feynman düşünme deneyinin molekül içi, zaman çözümlemeli bir versiyonunu sunuyor. Yapılan deneylerde, izole edilmiş tek moleküllerdeki kuantum dalga paket ekolarının uzay-zaman dinamikleri femtosaniye ve Angstrom çözünürlüğü ile görselleştirildi. Bunu yapmak için araştırmacılar, Doğu Çin Normal Üniversitesi araştırma ekibi tarafından ultra yüksek vakum odasında tasarlanan algılama teknolojisini kullandılar.

East China Normal University liderlik ekibi tarafından gerçekleştirilen deney Wu Jian Profesör şunları söyledi: Moleküller lazer darbesiyle teker teker etkileşime giriyor ve ayrı ayrı ölçülüyor. Tek parçacığın girişim deneyine benzer şekilde, örneğin, tek bir elektron veya tek bir foton, tek bir molekül yankısının olasılık dağılımı uzayda ve zamanda açıkça görülebilene kadar ölçümün birçok kez tekrarlandığı bir çift yarıktan geçer. Moleküllerdeki titreşim dalgalarını titreştirerek, araştırmacılar zamanla salınımlarını ve dağılımlarını gözlemleyebilirler. Bu, moleküllerde eko oluşumunun arkasındaki iki anahtar mekanizmayı, yani Stark kaynaklı moleküler potansiyel enerji titreşimini ve nükleer uzaysal dağılımda tükenmenin neden olduğu "deliklerin" oluşmasını belirlemeyi mümkün kılar.

Tek bir molekülden yankı gözlemlemek alışılmadık bir sonuçtur. Önceki çalışmaların çoğu, farklı moleküller arasındaki bireysel farklılıkları ortadan kaldırmak için ekoların sıklıkla kullanıldığı düzensiz moleküler dağılımdaki ekolara odaklanmıştır. Öte yandan, mevcut araştırmanın arkasındaki ekip, bağımsız moleküllerin iç özelliklerini dahili olarak inceleyip ilginç yeni sonuçlar toplayabiliyor. Bu araştırmayı gerçekleştiren bir başka araştırmacı olan Profesör Yehiam Prior, şunları söyledi: Tek elektron, tek atom veya tek foton girişimi gibi tek molekül deneylerine az sayıda ilgili deney ekledik. Seam Young deneyi).

Bu nedenle, kuantum mekaniğindeki dalga-parçacık ikiliğinin temel unsurları için yeni bir bakış açısı sağlarlar. Şimdiye kadar, Weizmann Bilim Enstitüsü ve Doğu Çin Normal Üniversitesi'nden bilim adamları, tek küçük moleküller üzerinde deneyler yaptılar. Bununla birlikte, gelecekte, programları prensip olarak birçok iç serbestlik derecesine sahip nesnelerdeki yankıları incelemek için kullanılabilir, böylece izole edilmiş moleküllerdeki bu iç serbestlik dereceleri incelenebilir. Ek olarak, araştırma bulguları, farklı moleküllerdeki belirli süreçleri tespit etmek için daha etkili araçların geliştirilmesinin yolunu açabilir.