Մաքս Պլանկի միջուկային ֆիզիկայի ինստիտուտի հետազոտողները հաջողությամբ չափել են անսահման փոքր փոփոխությունը զանգված Առանձին ատոմներ, որոնք հետևում են էլեկտրոնների քվանտային ցատկերին, օգտագործելով գերճշգրիտ Pentatrap ատոմային հավասարակշռությունը Հայդելբերգի ինստիտուտում:
Դասական մեխանիկայի մեջ «զանգվածցանկացած առարկայի կարևոր ֆիզիկական հատկություն է, որը չի փոխվում. քաշը փոխվում է կախված «ծանրության պատճառով արագացումից», բայց զանգված մնում է հաստատուն: Զանգվածի կայունության այս հասկացությունը Նյուտոնյան մեխանիկայի հիմնական նախադրյալն է, սակայն քվանտային աշխարհում այդպես չէ:
Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությունը տվել է զանգված-էներգիայի համարժեքության հասկացությունը, որը հիմնականում ենթադրում է, որ օբյեկտի զանգվածը չպետք է միշտ մշտական մնա. այն կարող է փոխարկվել (համարժեք քանակությամբ) էներգիայի և հակառակը։ Զանգվածի այս փոխհարաբերությունը կամ փոխանակելիությունը և էներգիա միմյանց մեջ գիտության մեջ կենտրոնական մտածողություն է և տրված է հայտնի E=mc հավասարմամբ2 Որպես Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսության ածանցյալ, որտեղ E-ն էներգիա է, m-ը՝ զանգվածը, իսկ c-ն՝ լույսի արագությունը վակուումում։
Այս հավասարումը E=mc2 խաղում է համընդհանուր ամենուր, բայց նկատելիորեն դիտվում է, օրինակ՝ ներս ատոմային ռեակտորներ, որտեղ զանգվածի մասնակի կորուստը միջուկային տրոհման և միջուկային միաձուլման ռեակցիաների ժամանակ առաջացնում է հսկայական էներգիա:
Ենթաատոմային աշխարհում, երբ էլեկտրոնը ցատկում է «մեկին» կամ «մեկից»: Օրբիթալ մյուսի համար էներգիայի քանակությունը, որը համարժեք է «էներգիայի մակարդակի բացին» երկու քվանտային մակարդակների միջև, կլանվում կամ ազատվում է: Հետևաբար, զանգված-էներգիա համարժեքության բանաձևին համապատասխան, ան-ի զանգվածը ատոմ պետք է ավելանա, երբ այն կլանում է էներգիան և հակառակը, պետք է նվազի, երբ էներգիա է արձակում: Բայց ատոմի զանգվածի փոփոխությունը ատոմի ներսում էլեկտրոնների քվանտային անցումներից հետո չափազանց փոքր կլինի չափելու համար. մի բան, որը մինչ այժմ հնարավոր չի եղել: Բայց ոչ այլևս։
Մաքս Պլանկի միջուկային ֆիզիկայի ինստիտուտի հետազոտողները առաջին անգամ հաջողությամբ չափել են առանձին ատոմների զանգվածի այս անսահման փոքր փոփոխությունը, որը, հնարավոր է, ճշգրիտ ֆիզիկայի ամենաբարձր կետն է:
Դրան հասնելու համար Մաքս Պլանկի ինստիտուտի հետազոտողները օգտագործել են Հայդելբերգի ինստիտուտի գերճշգրիտ Pentatrap ատոմային հավասարակշռությունը: ՊԵՆՏԱՏՐԱՊ նշանակում է «բարձր ճշգրտության Պենինգ թակարդի զանգվածային սպեկտրոմետր», հավասարակշռություն, որը կարող է չափել ատոմի զանգվածի անսահման փոքր փոփոխությունները ներսում էլեկտրոնների քվանտային թռիչքներից հետո:
PENTATRAP-ն այսպիսով հայտնաբերում է ատոմների ներսում մետակայուն էլեկտրոնային վիճակները:
Զեկույցը նկարագրում է մետակայուն էլեկտրոնային վիճակի դիտարկումը՝ չափելով ռենիումի հողի և գրգռված վիճակների զանգվածային տարբերությունը:
***
Հիշատակում:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Newsroom – Pentatrap-ը չափում է զանգվածի տարբերությունները քվանտային վիճակների միջև: Տեղադրվել է 07 մայիսի 07, 2020: Հասանելի է առցանց՝ հասցեով https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 Մուտք գործվել է 07 թվականի մայիսի 2020-ին։
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Մետակայուն էլեկտրոնային վիճակների հայտնաբերում Փենինգ թակարդի զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով: Nature 581, 42–46 (2020): https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok անգլերեն Q52, 2007 թ. Բորի ատոմային մոդել: [image online] Հասանելի է https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg Հասանելի է 08 Մայիս 2020:
***
