At få en bedre forståelse af, hvad der sker, når to atomer mødes

Et internationalt team af forskere har demonstreret en ny måde at få en detaljeret forståelse af, hvad der sker, når to atomer mødes. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver deres eksperimenter, som indebar at observere nøje, da to atomer kom i kontakt med hinanden.

Tanken om at se to atomer støde sammen kan gøre nogle mennesker urolige, da de forestiller sig, at en atombombe skulle gå ud, men ikke alle sådanne kollisioner er så dramatiske. I denne nye indsats, forskerne målte den magnetiske interaktion, der opstod, da to atomer blev bragt meget langsomt i kontakt med hinanden.

Tidligere forskning har vist, at atomer har såkaldte bølgefunktioner, som er defineret af sandsynlighedsbaserede baner for deres elektroner. Tidligere forskning har også vist, at når to atomer bevæger sig i nærheden, som deres bølgeformer overlapper hinanden, en kraft kaldet "udvekslingsinteraktion" opstår - og den vokser, når de to bevæger sig tættere på hinanden. Udvekslingsinteraktionen sker hele tiden, som når du trykker to fingre sammen, eller i kemi eksperimenter. Men indtil nu, ingen havde nøjagtigt målt dens kraft gradvist, da to atomer kom i nærheden. I dette nye eksperiment, forskerne har foretaget en sådan måling i deres laboratorium.

Holdet placerede et enkelt titaniumatom oven på et lag magnesiumoxid, som fungerede som isolator. De placerede derefter et enkelt jernatom på spidsen af ​​et scanningstunnelmikroskops sonde. Derefter, de flyttede langsomt det enkelte jernatom mod det enkelte titaniumatom. Da de gjorde det, de målte den magnetiske effekt på de to atomer via to metoder. Den første var elektron -spin -resonans - en teknik, der gav meget detaljerede målinger af de svagere interaktioner. Den anden involverede brugen af ​​uelastisk elektrontunnelspektroskopi - det gav bedre resultater ved måling af de stærkere interaktioner. Ved hjælp af to målemetoder gav forskerne større tillid til deres resultater, når de matchede. Proceduren tillod forskerne at opnå et nyt niveau af præcision i måling af udvekslingsinteraktioner. Det demonstrerede også en mulig teknik til at indstille et atoms magnetfelt på en måde, der kan være praktisk i fremtidens datalagringsenheder.

© 2019 Science X Network