SG.hu·
Atomi fekete lyuk hozható létre nanocsövekből
A Harvard fizikusai rájöttek, hogy egy magas feszültségű nanocső atomi méreteken olyan pusztító erőt képes kifejteni, mint egy fekete lyuk kozmikus méreteken.
A nanocső hideg atomokat gyorsít fel drasztikusan, melyek befelé spirálozva egy heves reakcióban megsemmisülnek. "Ez a hideg-atom és a nanoméretű tudomány első összeolvadása, ami megnyitja az utat a hideg atom és a nanoméretű eszköz kísérletek egy új generációja előtt" - olvasható Lene Vestergaard Hau kutató nyilatkozata a kísérletről szóló tanulmányt publikáló Physical Review Lettersben. "Nanoméreteken egy olyan leküzdhetetlen és pusztító vonzást hoztunk létre, ami hasonlít a fekete lyukak által az anyagra kifejtetthez."
Hau és a tanulmány társszerzői, Anne Goodsell, Trygve Ristoph és Jene A. Golovchenko professzor az abszolút nulla fok közelébe, mindössze 0,1 kelvinre hűtött lézerrel egy egymillió rubídiumatomból álló felhőt. A fizikusok ezután elindították milliméteres atomfelhőjüket egy két centiméterre elhelyezkedő, felfüggesztett szén nanocső felé, amit több száz volttal töltöttek fel.
Az atomok nagy többsége elhaladt a nanovezeték mellett, azonban azok, amik egy mikronon belülre sodródtak, menthetetlenül a nanocső vonzásába kerültek és elképesztő sebességre gyorsulva spiráloztak a nanocső felé. "A hideg atomok az 5 méter per szekundumos kezdő sebességről nagyjából 1200 méter per szekundumra gyorsultak a nanocső körüli forgásukban" - ismertette az eredményeket Goodsell. "Ennek a nyaktörő gyorsulásnak a részeként az atomok kinetikus energiájának megfelelő hőmérséklet a kezdeti 0,1 kelvinről kevesebb mint egyetlen mikroszekundum leforgása alatt több ezer kelvinre emelkedett."
A gyorsuló atom ezután egy elektronra és egy ionra bomlott, melyek a nanovezetékkel párhuzamosan forogtak, egy-egy kört egy másodperc trilliomod része alatt téve meg. Az elektront végül egy úgynevezett kvantumalagutazás következtében elnyelte a nanocső, míg a társául szolgáló ion nagyjából másodpercenkénti 26 kilométeres sebességgel kilökődött a 300 voltos nanocső taszító hatására. "Az atom szemszögéből a nanocső végtelen hosszú és keskeny, vagyis egyfajta szingularitási hatás jön létre" - magyarázta Hau.
"Ez az első kísérleti megvalósulása egy kombinált hideg atom-nanoszerkezet rendszernek. Rendszerünk nanoméreteken demonstrálja az atom, elektron és ion dinamikák szondázását" - tette hozzá Golovchenko professzor.
A nanocső hideg atomokat gyorsít fel drasztikusan, melyek befelé spirálozva egy heves reakcióban megsemmisülnek. "Ez a hideg-atom és a nanoméretű tudomány első összeolvadása, ami megnyitja az utat a hideg atom és a nanoméretű eszköz kísérletek egy új generációja előtt" - olvasható Lene Vestergaard Hau kutató nyilatkozata a kísérletről szóló tanulmányt publikáló Physical Review Lettersben. "Nanoméreteken egy olyan leküzdhetetlen és pusztító vonzást hoztunk létre, ami hasonlít a fekete lyukak által az anyagra kifejtetthez."
Hau és a tanulmány társszerzői, Anne Goodsell, Trygve Ristoph és Jene A. Golovchenko professzor az abszolút nulla fok közelébe, mindössze 0,1 kelvinre hűtött lézerrel egy egymillió rubídiumatomból álló felhőt. A fizikusok ezután elindították milliméteres atomfelhőjüket egy két centiméterre elhelyezkedő, felfüggesztett szén nanocső felé, amit több száz volttal töltöttek fel.
Az atomok nagy többsége elhaladt a nanovezeték mellett, azonban azok, amik egy mikronon belülre sodródtak, menthetetlenül a nanocső vonzásába kerültek és elképesztő sebességre gyorsulva spiráloztak a nanocső felé. "A hideg atomok az 5 méter per szekundumos kezdő sebességről nagyjából 1200 méter per szekundumra gyorsultak a nanocső körüli forgásukban" - ismertette az eredményeket Goodsell. "Ennek a nyaktörő gyorsulásnak a részeként az atomok kinetikus energiájának megfelelő hőmérséklet a kezdeti 0,1 kelvinről kevesebb mint egyetlen mikroszekundum leforgása alatt több ezer kelvinre emelkedett."
A gyorsuló atom ezután egy elektronra és egy ionra bomlott, melyek a nanovezetékkel párhuzamosan forogtak, egy-egy kört egy másodperc trilliomod része alatt téve meg. Az elektront végül egy úgynevezett kvantumalagutazás következtében elnyelte a nanocső, míg a társául szolgáló ion nagyjából másodpercenkénti 26 kilométeres sebességgel kilökődött a 300 voltos nanocső taszító hatására. "Az atom szemszögéből a nanocső végtelen hosszú és keskeny, vagyis egyfajta szingularitási hatás jön létre" - magyarázta Hau.
"Ez az első kísérleti megvalósulása egy kombinált hideg atom-nanoszerkezet rendszernek. Rendszerünk nanoméreteken demonstrálja az atom, elektron és ion dinamikák szondázását" - tette hozzá Golovchenko professzor.