物理学家建造了世界上第一个原子涡流束,这是一种有趣的分子和原子的旋风,其特征仍然未知。
科学家可以通过带有微观开口的光栅传递直的氦原子来产生漩涡状的涡流。
梁的旋转(称为轨道角动量)提供了额外的动力,为其提供了一个新的方向,可以使其以专家尚未预见的方式行为。由于螺旋涡流原子内部的电子和核以不同的速度旋转,因此他们认为原子的旋转可能会为梁以及其他意外后果增加磁性的尺寸。
“一种可能性是,这也可以改变原子的磁矩,或者使其像小棒磁铁一样的粒子的固有磁力,”加利福尼亚大学伯克利分校的物理学家Yair Segev,伯克利分校的合着者Yair Segev告诉现场科学。
在经典原子模型中,带负电荷的电子绕围绕带正电荷的原子核的轨道。但是,根据Segev的说法,随着原子的整体旋转,涡流中的电子旋转速度比原子核更快,在扭曲时“创建不同的相对[电气]电流。
根据迈克尔·法拉迪(Michael Faraday)的磁性诱导规则,这可能导致一系列新型的磁反应,包括流过梁的中心和原子外的磁矩以及其他意外结果。
研究人员通过将氦原子转移到小型开口网格上仅600纳米来构建光束。然后,旋转原子来到一个探测器,表明几光束衍射到各种角动量,在其上像小的小甜甜圈状环一样印刷在其上。
科学家们还发现了被困在三个中央漩涡中的小甜甜圈。这些是氦气准分子的明显迹象,当一个高度刺激的氦原子依赖于另一个相同能量的氦原子时,就会产生。
根据Segev的说法,量子机械“选择规则”决定了旋转原子如何与其他颗粒相互作用的量子“选择规则”也通过赋予螺旋束内部原子的轨道角动量改变。然后,科学家将将其氦束砸向非硅元素的光子,电子和原子,以检查它们的反应方式。
如果旋转光束的反应不同,则可以选择一种能够凝视未知亚原子细节的新显微镜的理想选择。根据SEGEV的说法,光束可以通过修改印在梁原子上的图像来提供有关特定表面的其他信息。
塞格夫说:“我认为,与科学相比,这种情况通常不是能力的飞跃,而是导致新事物的变化。”
该研究发表在杂志上科学。