ملخصات الأبحاث

التحول من تكاثف ذري إلى تكاثف ‎«بوز-أينشتاين» جزيئي

.Z. Zhang et al

  • Published online:

يُمكن للغازات الكمية الجزيئية (التي يُقصد بها الغازات الجزيئية الكثيفة وشديدة البرودة) أن تدخُل في تطبيقات محتملة عديدة، من بينها: التحكم الكَمِّي في التفاعلات الكيميائية، والقياسات الدقيقة، والمحاكاة الكمية، ومعالجة المعلومات الكمية. وعادةً ما يتطلب وصول الجزيئات إلى النظام الكَمِّي تبريدًا فعَّالًا عند كثافات عالية، إلا أن ثمة عاملًا يَحُول دون ذلك في أغلب الأحيان، يتمثل في التصادمات السريعة غير المرنة، التي ترفع درجة حرارة مجموعة الجزيئات، وتستنفدها.

وفي هذا البحث المنشور، يتمكن الباحثون من ابتكار عملية تحضير حالات تكاثُف "بوز-أينشتاين" ثنائية الأبعاد لجزيئات تَلفُّ لفًّا مغزليًّا، وذلك عن طريق تحفيز تفاعلات إقران في حالة تكاثُف ذري بالقرب من حدوث ظاهرة رنين "فشباخ" للموجة المسمَّاة "جي ويف" g-wave. ويساعد الشكل الهندسي للمصيدة، وكذا درجة الحرارة المنخفضة للجزيئات، على تقليل الفقد الناتج عن التصادمات غير المرنة، ما يضمن وجود اتزان حراري. وعن طريق قياس معادلة الحالة، توصَّل الباحثون إلى تقدير طول التشتت الجزيئي، إذ بلغ +220 (±30) نصف قطر بور (بمجال ثقة مقداره 95%). كما دَرَسَ الباحثون ديناميّات فصل الاقتران في نظام الاقتران القوي، ووجدوا أنَّ النطاق الزمني الديناميكي بالقرب من رنين "فشباخ" متوافق مع ما يُعرف بحد الوحدة.

يقدم هذا البحث تفسيرًا طال انتظاره للتحوُّل بين التكاثف الذري والتكاثف الجزيئي، الذي يُعَد النظير البوزوني للتحول من تكاثف "بوز-أينشتاين" إلى مائع "باردين-كوبر-شريفر" الفائق في غاز فيرمي. وإضافةً إلى ذلك، قد تُسلِّط تجربة الباحثين الضوء على أزواج مكثفة ذات زخم زاوِيّ مدارِيّ، حيث يُتوقَّع أن يوجد مائع فائق جديد متباين الخواص، ذو تيار سطحي غير صفري، مثل الطور A من نظير الهيليوم-3.