به نقل از «ایسنا»

روش جدید اندازه‌گیری موقعیت سه‌بعدی یک اتم

تاریخ انتشار: ۴ فروردین ۱۴۰۳ | کد خبر: ۴۰۰۰۰۷۷۷

فیزیکدانان موفق به ارائه یک روش جدید برای اندازه‌گیری موقعیت سه‌بعدی یک اتم شدند که بر اساس یک اصل فیزیکی مبتکرانه عمل می‌کند.

به گزارش ایسنا، بیش از یک دهه است که فیزیکدانان می‌توانند مکان اتم‌های منفرد را با دقتی کمتر از یک هزارم میلی‌متر با استفاده از نوع خاصی از میکروسکوپ اندازه‌گیری کنند. با این حال، این روش تاکنون فقط مختصات x و y را ارائه کرده است و اطلاعاتی در مورد موقعیت عمودی اتم وجود ندارد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اکنون روش جدیدی توسعه یافته است که می‌تواند هر سه مختصات فضایی یک اتم را با یک تصویر واحد تعیین کند. نتایج این یافته که توسط دانشگاه بن و دانشگاه بریستول ارائه شده، در مجله Physical Review A منتشر شده است.

برای مشاهده اتم‌های منفرد می‌توان از میکروسکوپ گاز کوانتومی استفاده کرد. این به شما امکان می‌دهد مختصات x و y یک اتم را به طور مستقیم تعیین کنید. با این حال، اندازه‌گیری مختصات z آن، یعنی فاصله تا عدسی شیء، بسیار دشوارتر است: برای اینکه بفهمیم اتم در چه صفحه‌ای قرار دارد، باید چندین عکس گرفته شود که در آن فوکوس در سطوح صفحات مختلف جابجا شود که این یک فرآیند پیچیده و زمان‌بر است.

تانگی لگراند از مؤسسه فیزیک کاربردی (IAP) در دانشگاه بن توضیح می‌دهد: ما اکنون روشی را توسعه داده‌ایم که در آن، این فرآیند می‌تواند در یک مرحله انجام شود. برای دستیابی به این هدف، ما از اثری استفاده می‌کنیم که قبلاً از دهه ۱۹۹۰ در تئوری شناخته شده بود، اما هنوز در میکروسکوپ گاز کوانتومی استفاده نشده بود.

برای آزمایش روی اتم‌ها، ابتدا لازم است آنها را به طور قابل توجهی خنک کرد تا به سختی حرکت کنند. پس از آن، به عنوان مثال می‌توان آنها را در یک موج ایستا از نور لیزر به دام انداخت. آنها سپس به داخل فرورفته‌های موج می‌لغزند، شبیه به نحوه نشستن تخم مرغ‌ها در جعبه تخم مرغ. پس از به دام افتادن، برای نشان دادن موقعیت خود، در معرض تابش یک پرتوی لیزر اضافی قرار می‌گیرند که آنها را تحریک می‌کند تا نور گسیل کنند. فلورسانس حاصل در میکروسکوپ گاز کوانتومی به صورت یک لکه گرد و کمی تار نشان داده می‌شود.

دکتر آندریا آلبرتی توضیح می‌دهد: ما اکنون یک روش ویژه برای تغییر شکل جبهه موج نوری که از اتم گسیل می‌شود، ایجاد کرده‌ایم. به جای لکه‌های گرد معمولی، جبهه موج تغییر شکل یافته یک شکل دمبلی روی دوربین ایجاد می‌کند که به دور خودش می‌چرخد. جهتی که این دمبل در آن قرار می‌گیرد، بستگی به فاصله‌ای دارد که نور باید از اتم تا دوربین طی کند. دکتر Dieter Meschede می‌گوید: بنابراین دمبل مانند سوزن روی قطب‌نما عمل می‌کند و به ما امکان می‌دهد مختصات z را مطابق جهت آن بخوانیم.

به نقل از معاونت علمی ریاست‌جمهوری، روش جدید امکان تعیین دقیق موقعیت یک اتم در سه‌بعدی را با یک تصویر واحد فراهم می‌کند. برای مثال، اگر می‌خواهید آزمایش‌های مکانیک کوانتومی را با اتم‌ها انجام دهید، این مهم است، زیرا اغلب ضروری است که بتوان موقعیت آنها را دقیقاً کنترل یا ردیابی کرد. علاوه بر این، این روش همچنین می‌تواند برای کمک به توسعه مواد کوانتومی جدید با ویژگی‌های خاص مورد استفاده قرار گیرد.

دکتر کری ویدنر از دانشگاه بریستول توضیح می‌دهد: برای مثال، ما می‌توانیم بررسی کنیم که وقتی اتم‌ها در نظم خاصی چیده می‌شوند، کدام اثرات مکانیکی کوانتومی رخ می‌دهد. این مهم به ما این امکان را می‌دهد که تا حدودی خواص مواد سه‌بعدی را بدون نیاز به سنتز آنها شبیه‌سازی کنیم.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: اتم سه بعدی معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري ايستگاه فضايي بين المللي منظومه شمسي پلاستيك اندازه گیری روش جدید سه بعدی یک اتم اتم ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۴۰۰۰۰۷۷۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

آیا جنگ سرد بعدی یک مسابقه ازدحام پهپادی خواهد بود؟

فرارو- جنگ سرد قرن بیستم بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی بر سر آن بود که نفوذ و برنامه کدام ابرقدرت جهانی در نهایت حکمفرما خواهد شد. ایالات متحده اکنون گرفتار چیزی است که برخی آن را یک "جنگ سرد جدید" توصیف می کنند. این بار یک چین در حال صعود به دنبال اعمال نفوذ خود می باشد.

به گزارش فرارو به نقل از ویک، این جنگ سرد نیز همانند سلف خود شامل تشکیل قوای نظامی برای ایجاد ارعاب و تسلط در صورت داغ شدن اوضاع است. با این وجود، در جنگ سرد جدید به جای تسلیحات هسته ای در مقیاس بزرگ پیشرفت ها در عرصه رباتیک و محاسبات به تاکتیسین ها اجازه داده به تسلیحات در ابعاد کوچک تری فکر کنند. هر دو ارتش امریکا و چین در حال آماده شدن برای نوع جدیدی از جنگ هستند که در آن اسکادران های پهپادهای هوایی و دریایی مجهز به هوش مصنوعی مانند دسته ای از زنبورها با هم کار می کنند تا بر دشمن غلبه نمایند.

مفسران در این باره چه نظری دارند؟

همه نگاه ها به تایوان است. پنتاگون بی سر و صدا در حال آزمایش یک "مفهوم پهپادی مرگبار"  به نام "منظره جهنمی" است که قصد دارد "تهاجم آبی – خاکی" به تایوان را با ترکیبی از مهمات سرگردان و پهپادهای تهاجمی مرگبار مختل کند. به نظر می رسد این آزمایش ها بخشی از یک پروژه نظامی به نام  "رپلیکیتور" (همتاساز) باشد که هزاران سیستم مستقل و استقرار یافته در چندین حوزه را طی دو سال آینده به عنوان بخشی از یک ابتکار عمل جدید برای رقابت بهتر با چین نشان می دهد.

یکی از امیدهای ارتش امریکا برای پروژه پهپادهای خودران آن است که این گروه پهپادی کم ‌هزینه با حسگرهای متنوع می ‌توانند از راه دور پرتاب شده و واکنش سریع و سازگاری برای غلبه بر مزیت فاصله زمانی فراهم کنند. این چیزی است که بسیاری از نیروهای رزمی مدت ها از آن حمایت می کردند دور شدن از سکوهای بزرگ، گران ‌قیمت و آسیب ‌پذیر مانند ناوهای هواپیمابر به سمت چیزی سبک‌ تر، ارزان ‌تر و چابک تر.

پس از آن چه خواهد شد؟

کارشناسان پیش ‌بینی می کنند که بدون هرگونه جهش بزرگ فناوری حدود پنح سال به طول خواهد انجامید تا ناوگان پهپادی کاملا خودمختار به طور جدی مستقر شود اگر چه چین در حال حاضر از نظر سخت ‌افزاری در حوزه پهپادی دست برتر را دارد.

در حال حاضر اصول اولیه جنگ پهپادی از پیش وجود دارد. انقلاب واقعی زمانی رخ خواهد داد که سیستم ‌های مبتنی بر هوش مصنوعی بتوانند ناوگان پهپادی را در مقیاس هدایت کنند. در نهایت، استفاده از فناوری ‌های خودمختار نظامی ‌شده احتمالا دیگر یک سوال درباره اگر و امکان پذیری نیست بلکه امری قطعی است و موضوع صرفا بر سر زمان آن است.