أضواء على الأبحاث

الفيزياء الذرية والجزيئية: فيزيائيون يخدعون ذَرّة وحيدة

  • Published online:

أظهرت حسابات جديدة أنه يمكن حث نوع خاص من الذرات لتشكّل رابطة كيميائية "وهمية" مع ذَرّة غير موجودة.

تمتلك الذَّرة المستثارة للغاية - التي تحتوي على إلكترون مرتبط برابطة ضعيفة - قدرة غريبة على تشكيل روابط "تريلوبيت" كيميائية. تتكون هذه الروابط عن طريق التجاذب الضعيف بين الإلكترون وذَرة ثانية في أدنى حالات الطاقة بها. يتم العثور على الإلكترون - في أغلب الأحيان - على بعد مسافات طويلة من نواته المضيفة؛ في أثناء محاولته "الوصول" إلى الذَّرة الثانية. ويرسم تصوّر موقع الإلكترون المحتمل في هذه الرابطة طويلة المدى للغاية سلسلة من الأصداف المطوّلة، التي تشبه حيوانًا بحريًّا منقرضًا، يُدعى "تريلوبيت" trilobite، (أو المفصليات ثلاثية الفصوص).

ومن خلال عمليات المحاكاة الحاسوبية، وجد ماثيو إيليس وزملاؤه، بجامعة بوردو في ويست لافاييت بولاية إنديانا، أن التأثير نفسه يمكن توليده حتى في حالة عدم وجود الذَّرة الثانية، وذلك من خلال تعريض الذَّرة المستثارة إلى سلسلة سريعة من النبضات الكهربائية والمغناطيسية. وفي الرابطة الكيميائية الوهمية الناتجة، يبدو أن الإلكترون المستثار يحاول الوصول إلى الذَّرة الثانية غير الموجودة.

ويقول الباحثون إنه يمكن تكوين مثل هذه الرابطة في بيئة مختبرية.

(Phys. Rev. Lett. 121, 113203 (2018