‍ 🔴 دستیابی به حد فضازمان مکانیک کوانتومی برای نخستین بار توسط میکروسکوپ تونلی روبشی فوق‌سریع

🔹 یک تیم تحقیقاتی متشکل از پژوهشگران مرکز نانوسکوپی فوق‌سریع رگنسبورگ (RUN) و موسسه ماکس پلانک در هامبورگ، برای اولین بار مشاهده کردند که مکان و تحول زمانی یک الکترون نمی‌توانند به‌طور همزمان با دقت دلخواه اندازه‌گیری شوند. این یافته که در Nature Photonics منتشر شده است، نشان‌دهنده رسیدن به حد فضازمان (space-time limit) بوده و پیامدهای مهمی برای فناوری‌های آینده دارد.

🔸 برای دستیابی به این وضوح زمانی بی‌سابقه و تصویربرداری مستقیم از #دینامیک_کوانتومی تک‌تک الکترون‌ها، محققان یک سیستم لیزری جدید توسعه دادند. پالس‌های این لیزر حرکت الکترون‌ها را در مقیاس زمانی آتوثانیه به گونه‌ای کنترل می‌کنند که الکترون‌ها از یک نوک فلزی بسیار تیز در فاصله‌ای به اندازه چند قطر اتمی به یک سطح نقره منتقل می‌شوند و این حرکات به صورت جریان اندازه‌گیری می‌گردد.

🔹 نکته قابل‌توجه این است که الکترون‌ها در این فرآیند مانند ذرات کلاسیک رفتار نمی‌کنند، بلکه به صورت امواج مکانیک کوانتومی از سد انرژی بین نوک فلزی و نمونه عبور کرده یا اصطلاحاً «تونل» می‌زنند. شبیه‌سازی‌های کوانتومی نشان داده است که الکترون‌ها میدان نوری را بلافاصله دنبال نمی‌کنند، بلکه با تاخیری بسیار کوچک معادل ۵۰۰ آتوثانیه واکنش نشان می‌دهند.

❗در این مرز از کوچک‌ترین مقیاس‌های فضایی و زمانی، محدودیت‌های بنیادی #فیزیک_کوانتوم نمایان می‌شوند؛ به طوری که هرچه بخواهیم موقعیت الکترون در زمان را دقیق‌تر تعیین کنیم، باید انرژی بیشتری تامین کنیم که در نتیجه آن، بسته موج الکترون از نظر فضایی بیشتر گسترش می‌یابد. خوشبختانه، با وجود این تحریک شدید، بسته‌های موج الکترون از نظر فضایی به اندازه کافی مشخص باقی می‌مانند تا امکان تصویربرداری با وضوح اتمی در مقیاس آتوثانیه فراهم شود.

🔸 این دستاورد بی‌نظیر افق‌های جدیدی را برای درک دینامیک الکترون‌ها و کاربردهای آینده باز می‌کند. محققان امیدوارند در آینده از این بسته‌های موج برای فعال کردن هدفمند واکنش‌های شیمیایی و مشاهده چگونگی شکستن یا تغییر پیوندها استفاده کنند. در درازمدت، این بینش‌ها می‌تواند به توسعه قطعات الکترونیکی و پردازش #اطلاعات_کوانتومی در بالاترین حد سرعت ذاتی الکترون‌ها منجر شود؛ سرعتی که صدها هزار بار سریع‌تر از فناوری رایج CMOS در دنیای امروز است.

📎لینک خبر

🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰
🟢join: @QuantumTEQ
🌐Website
🔵LinkedIn

#اخبار #مکانیک_کوانتومی