مترجم: احمد رازیانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
نمای غیر واقعی دنیای کوانتومی به وجه بارزی واقعیتر شده است. بنابر مکانیک کوانتومی، بسته به شرایط آزمایش، نور در بعضی موارد مانند ذره و در مواردی دیگر مثل موج رفتار میکند. ذرات اساسی تشکیل دهندة ماده نیز، بسته به نحوة تفسیر مشاهدات، ویژگیهای ذرهگونه و موجگونه از خود بروز میدهند. اخیراً سه آزمایش انجام شده است که این همانندی بنیادی سرشت نور و ماده را به طرز بارزی آشکار میکند. در این آزمایشها، باریکههای اتمی از نور پراش یا بازتاب یافتهاند؛ درست به همان صورتی که نور از مادة بلوری پراش پیدا میکند و یا از آینه یا "باریکه شکاف" بازتابیده میشود.
مهار باریکههای اتمی به وسیلة نور مبتنی بر چیزی است موسوم به نیروی گرادیانی (شیبی) که از بر هم کنش اتمهای خنثی با گرادیان شدت یک میدان الکتریکی نوسانی با مسافت ناشی میشود. میدان الکتریکی یک باریکة نور لیزر را میتوان به اعمال چنین نیرویی واداشت، مخصوصاً وقتی باریکه در امتداد رفت، برگشت کند. باریکههای رفت و برگشت با هم تداخل میکنند و امواج ساکن یعنی آرایهای تناوبی از قلهها و درههای شدت را به وجود میآورند.
گروهی از انستیتوی تکنولوژی ماساچوست (امآیتی) در مجلة physical review A گزارش کرده است که با استفاده از گرادیانهای شدید و پایدار میدان الکتریکی چنین امواج ساکنی توانسته است باریکهای از اتمهای سدیم را، که تحت زاویة 90 امواج نوری ساکن را قطع میکنند، پراکنده کند.
این گروه با کنترل دقیق زاویة تقاطع و همچنین شکل و طول موج امواج ساکن، نشان داده است که باریکة اتمی تنها در چند امتداد خاص میتواند پراکنده شود.
گروهی از اکول نرمال سوپریور و کولژ دو فرانس در پاریس در آزمایش مشابهی مشاهده کرده است که بر هم کنش باریکة اتمی با نور خیلی شبیه برهم کنش آن با ماده است. این گروه در physical review letters شرح داده است که موج ساکن باعث میشود اتمهای باریکه در امتداد درههای شدت حرکت کنند، درست به همان شکلی که باریکة اتمی از میان ردیفهای اتمها در بلور راه باز میکنند.
بالاخره تیمی در موسسة طیفنمایی اتحاد شوروی در مجلة physics letters experimental and theoretical گزارش کرده است که توانسته است باریکة اتمی را از "آینه"ای از جنس نور بازتاب بدهد. این آینه عبارت بوده است از گرادیان میدان الکتریکیای که به سبب بازتاب کلی نور لیزر در تیغهای از کوارتز، قدری از تیغه بیرون میزند.
پژوهشگران دریافتند که باریکة اتمی در صورتی میتواند بازتابیده شود که میدان میرای روی تیغه را خراش بدهد، یعنی تقریباً مماس بر تیغه عبور کند. هر گروه بر اساس نتایج تجربی خود طرحهایی دارد. پژوهشگران روسی قصد دارند آینة کاوی (مقعر) بسازند که باریکة اتمی را در نقطهای متمرکز کند که ابعادش قابل مقایسه با طول موج باریکه باشد. گروه امآیتی میگوید که وقتی امواج نوری ساکن باریکة اتمی را به دو یا تعداد بیشتری باریکه میپراکند فاز "امواج مادی" باریکة اتمی حفظ میشود. میتوان از ترکیب مجدد باریکههای پراکنده نقشهای تداخلی به وجود آورد و از آنها برای اندازهگیری تغییرات فوقالعاده کوچک فاز باریکهها استفاده کرد.
احتمالاً جالبترین فکر را تیم فرانسوی پیشنهاد کرده است که شاید بتوان اتمها را در محل تلاقی سه موج نوری ساکن عمود بر هم به دام انداخت. یک چنین آرایة سهبعدی امواج نوری ساکن را میتوان "بلور" نور نامید، زیرا خیلی شبیه بلور ماده است که آرایهای سهبعدی از اتمهاست.