Παρασκευή 24 Δεκέμβρη 2010 - Κυριακή 26 Δεκέμβρη 2010
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Μια πρώτη ματιά στο ατομικό σπιν

Το κβαντικό σπιν έξι ατόμων κοβαλτίου, όπως καταγράφηκε από μικροσκόπιο ακίδας
Το κβαντικό σπιν έξι ατόμων κοβαλτίου, όπως καταγράφηκε από μικροσκόπιο ακίδας
Το κβαντικό σπιν είναι μια από τις θεμελιώδεις ιδιότητες που προσδιορίζουν τη φυσική κατάσταση ενός ατόμου ή υποατομικού σωματιδίου και ταυτόχρονα μια από τις πιο μυστηριώδεις και δυσνόητες, ιδίως για τους μη μυημένους στη φυσική. Αν και έχει μαθηματικές ομοιότητες με το ...σπινάρισμα, δηλαδή την περιστροφή ενός αντικειμένου γύρω από έναν άξονα, είναι μια ιδιόμορφα αφηρημένη ιδιότητα, που σε καμία περίπτωση δεν σημαίνει πως τα σωματίδια πραγματικά περιστρέφονται σαν σβούρες. Θα βοηθούσε εξαιρετικά αν, με κάποιο τρόπο, μπορούσαμε να δούμε αυτή την ιδιότητα των σωματιδίων, όπως π.χ. βλέπουμε το σχήμα ή το χρώμα των μακροσκοπικών αντικειμένων. Μέχρι πρόσφατα, μια τέτοια σκέψη θεωρούνταν εξαιρετικά «τραβηγμένη», αλλά να που ερευνητές στη Γερμανία και τις ΗΠΑ κατάφεραν πρόσφατα ακριβώς αυτό, «φωτογραφίζοντας» το ατομικό σπιν.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ένα μικροσκόπιο σάρωσης στη βάση του κβαντικού φαινομένου σήραγγας, για να περιεργαστεί άτομα κοβαλτίου (έντονα μαγνητικό υλικό). Στην εικόνα τα άτομα φαίνονται σαν σκουφιά, με τα πιο μυτερά απ' αυτά να υποδεικνύουν σπιν με κατεύθυνση προς τα πάνω, ενώ εκείνα που έχουν μια μικρή λακκούβα στην κορυφή, υποδεικνύουν σπιν με κατεύθυνση προς τα κάτω. Οι μαγνητικές αλληλεπιδράσεις με την επιφάνεια πάνω στην οποία βρίσκονταν τα άτομα κοβαλτίου δημιούργησαν ενδιάμεσες καταστάσεις σπιν, που η καθεμία έχει ξεχωριστά μοτίβα με λακκούβες.

Χρησιμοποιώντας τη μαγνητική μύτη του μικροσκοπίου, οι επιστήμονες πέτυχαν να μετακινήσουν τα άτομα, αλλά και να αλλάξουν τα σπιν τους. Το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων των ατόμων εξαρτάται από την κατεύθυνση του σπιν, έτσι αλλάζοντας το σπιν άλλαξαν και οι μικρές λακκούβες στις εικόνες.

Η δυνατότητα χειραγώγησης του σπιν θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες συσκευές αποθήκευσης ψηφιακών δεδομένων, όπου οι πληροφορίες θα κωδικοποιούνται ως διαφορετικές καταστάσεις σπιν.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: «Discover», «Scientific American», space.com


Κορυφή σελίδας
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ