Kuantum tünelleme yoluyla ilk kez atom transferi yapıldı!

Technion Fizik Fakültesi’nden bir araştırma ekibi, kuantum fiziği alanında çok önemli bir başarıya imza attı. Araştırmacılar, kuantum tünelleme fenomenini kullanarak atomları iki nokta arasında başarıyla transfer etmeyi başardı. Peki, bu araştırmanın teknoloji dünyasına ne faydası var? Ayrıntılar haberimizde…

Araştırmacılar kuantum tünelleme ile atomları, optik cımbızlar yardımıyla bir noktadan diğerine taşıdı

Öncelikle kuantum tünellemenin, bir parçacığın klasik fizik kurallarına göre aşamayacağı bir enerji bariyerini aşmasına olanak tanıdığını belirtelim. Yani bunu, bir futbol topunun bir duvardan ne kırılarak ne de üstünden aşarak geçmesi gibi olağanüstü bir duruma benzetilebiliriz. Araştırmacılar bu ilkeden faydalanarak atomları, optik cımbızlar yardımıyla bir noktadan diğerine taşımayı başardı.

Optik cımbızla yakalanan nanopartikül

Optik cımbız teknolojisi, 1980’lerde fizikçi Arthur Ashkin tarafından geliştirilmiş bir yöntem ve lazer ışınları kullanılarak mikroskobik nesneleri, hatta hücreleri ve molekülleri manipüle etmeye olanak tanıyor. Bu çalışmada araştırmacılar, üç optik cımbızı seri halde dizerek, neredeyse mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda soğutulmuş fermiyonik atomları bu düzenek içinde hareket ettirdi.

Cımbızlar arasındaki mesafeyi değiştiren ekip, atomların tünelleme hızını kontrol etti ve dıştaki iki cımbız arasında başarılı bir şekilde transfer gerçekleştirdi. Araştırmacılar, “Atomların bir noktadan diğerine kesintisiz ve verimli bir şekilde transfer edildiğini gözlemledik. Orta cımbızda kalan atom sayısı oldukça düşük oldu,” diye belirtiyor.

Deneyin en dikkat çekici yanı, atomların orta cımbızda durmamasıydı. Bu durum, atomların davranışını tanımlayan dalga fonksiyonlarının girişimiyle açıklandı. Dalga fonksiyonlarının üst üste binmesi, orta cımbızda girişim yok ederken dıştaki cımbızlarda güçlenerek atomların dış noktalar arasında verimli bir şekilde taşınmasını sağladı.

Çalışmanın, optik cımbızların kuantum fiziği alanında deneysel bir platform olarak kullanılabileceğini gösterdiği de söyleniyor. Yani kısacası bu gelişme, hassas kuantum bilgisayarlar ve sensörler gibi yeni nesil cihazların geliştirilmesine kapı aralayabilir. Hatta, önümüzdeki dönemde daha güçlü ve hızlı işlemci teknolojileri görebiliriz.

Kaynak: Shiftdelete