ในทางทฤษฎี ผลกระทบนี้ได้รับการทำนายมาเป็นเวลานานแล้ว แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัมแห่งเวียนนา (VCQ) ที่ TU Wien โดยความร่วมมือกับมหาวิทยาลัยอินส์บรุค ได้ประสบความสำเร็จในการวัดพันธะอะตอมที่แปลกใหม่นี้เป็นครั้งแรก เวลา.
1 สิงหาคม 2565 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา
ปฏิสัมพันธ์นี้มีประโยชน์สำหรับการจัดการอะตอมที่เย็นจัด และผลกระทบอาจมีบทบาทในการก่อตัวของโมเลกุลในอวกาศ ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Physical Review Xแล้ว
ประจุบวกและประจุลบ
ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า นิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ซึ่งล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอมเหมือนเมฆมาก ศาสตราจารย์ Philipp Haslinger ผู้ซึ่งงานวิจัยของ Atominstitut ที่ TU Wien ได้รับการสนับสนุนโดยโปรแกรม FWF START อธิบายว่า “ถ้าคุณเปิดสนามไฟฟ้าภายนอก การกระจายประจุนี้จะเปลี่ยนไปเล็กน้อย” “ประจุบวกเคลื่อนไปทางหนึ่งเล็กน้อย ประจุลบเล็กน้อยในอีกทิศทางหนึ่ง อะตอมก็มีด้านบวกและด้านลบอย่างกะทันหัน ทันใดนั้นก็มีโพลาไรซ์”
แสงเป็นเพียงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเอฟเฟกต์โพลาไรซ์นี้ด้วยแสงเลเซอร์ เมื่ออะตอมหลายอะตอมอยู่ติดกัน แสงเลเซอร์จะโพลาไรซ์ของอะตอมทั้งหมดในลักษณะเดียวกัน – บวกทางด้านซ้ายและลบทางด้านขวา หรือในทางกลับกัน ในทั้งสองกรณี อะตอมที่อยู่ใกล้เคียงสองอะตอมเปลี่ยนประจุที่ต่างกันเข้าหากัน นำไปสู่พลังที่น่าดึงดูด
การทดลองกับกับดักอะตอม
Mira Maiwöger จาก TU Wien ผู้เขียนคนแรกของสิ่งพิมพ์กล่าวว่า “นี่เป็นแรงดึงดูดที่อ่อนแอมาก ดังนั้นคุณต้องทำการทดลองอย่างระมัดระวังมากจึงจะสามารถวัดได้” “ถ้าอะตอมมีพลังงานมากและเคลื่อนที่เร็ว แรงดึงดูดจะหายไปทันที นี่คือเหตุผลที่ใช้กลุ่มเมฆของอะตอมที่เย็นจัด”
อะตอมถูกดักจับและทำให้เย็นลงในกับดักแม่เหล็กบนชิปอะตอม ซึ่งเป็นเทคนิคที่พัฒนาขึ้นที่ Atominstitut ในกลุ่ม Prof. Jörg Schmiedmayer จากนั้นกับดักจะปิดและปล่อยอะตอมในฤดูใบไม้ร่วงอย่างอิสระ เมฆอะตอมเป็นแบบ ‘อัลตราโคลด์’ ที่น้อยกว่าหนึ่งในล้านของเคลวิน แต่มีพลังงานเพียงพอที่จะขยายตัวในช่วงฤดูใบไม้ร่วง อย่างไรก็ตาม หากอะตอมมีโพลาไรซ์ด้วยลำแสงเลเซอร์ในระหว่างระยะนี้ และทำให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างอะตอม การขยายตัวของเมฆปรมาณูจะช้าลง และนี่คือวิธีการวัดแรงดึงดูด
ห้องปฏิบัติการควอนตัมและอวกาศ
Matthias Sonnleitner ผู้วางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับการทดลองกล่าวว่า “การโพลาไรซ์อะตอมแต่ละอะตอมด้วยลำแสงเลเซอร์นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ “สิ่งที่สำคัญเกี่ยวกับการทดลองของเราคือ เราประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกในการแยกอะตอมหลายอะตอมเข้าด้วยกันในลักษณะที่ควบคุมได้ ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่วัดได้ระหว่างอะตอม”
แรงดึงดูดนี้เป็นเครื่องมือเสริมสำหรับการควบคุมอะตอมเย็น แต่ก็อาจมีความสำคัญในทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์เช่นกัน: “ในอวกาศอันกว้างใหญ่ กองกำลังขนาดเล็กสามารถมีบทบาทสำคัญได้” Philipp Haslinger กล่าว “ที่นี่ เราสามารถแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถสร้างแรงระหว่างอะตอม ซึ่งอาจช่วยให้เกิดแสงสว่างใหม่ในสถานการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ยังไม่ได้รับการอธิบาย”
