ملخصات الأبحاث

استخدام مُكبِّر غازي كمي في تصوير أنظمة كمية ثلاثية الأبعاد

.L. Asteria et al

  • Published online:

يُعَد التصوير ضروريًا لرؤية ما بداخل الأنظمة الفيزيائية على المستوى المجهري. ودائمًا ما تؤدي طُرُق الفحص المجهري الجديدة إلى كشف ظواهر جديدة، وفهمها فهمًا أعمق. ولا شكَّ أنَّ الذرات فائقة البرودة التي تشتمل عليها الشبكات البصرية، من حيث هي منصة محاكاة كمية، تتضمَّن مجموعة متنوعة من أدوات الكشف المتقدمة، من بينها التصوير البصري المباشر في أثناء تثبيت الذرات في الشبكة. إلا أن هذا النهج ينطوي على بعض أوجه القصور، التي مردُّها إلى حد الحيود، والكثافة البصرية العالية، فضلًا عن صِغَر عمق التركيز؛ ما يجعل استخدامه منحصرًا في الأنظمة ثنائية الأبعاد.

وفي هذا البحث المنشور، يطرح الباحثون نهجًا للتصوير تعمل فيه بصريات الموجة المادية على تكبير توزيع الكثافة قبل التصوير البصري، مما يسمح بالوصول إلى درجة استبانة تساوي التباعد داخل الشبكات الفرعية ثنائية الأبعاد في أنظمة ثلاثية الأبعاد. وبالجمع بين التصوير باستبانة مكانية وتقنيات الرنين المغناطيسي، من أجل التحكُّم البصري في مواضع الشبكات محليًّا، كلًّا على حدة، أثبت الباحثون إمكانية الوصول الكامل إلى معلومات محلية ثنائية الأبعاد، والتحكم في أنظمة ثلاثية الأبعاد. واستعان الباحثون بالصور عالية الاستبانة في إجراء قياسات دقيقة للديناميّات الحرارية لحالات تكاثف «بوز-أينشتاين» في شبكات بصرية، ودراسات لديناميات الوصول إلى الاتزان الحراري المدفوعة بالتغيرات الحرارية المفاجئة. كما تمكن الباحثون من إثبات إمكانية بلوغ الاستبانة على مستوى الشبكات الفرعية عبر ديناميات التبريد السريع داخل مواضع الشبكة.  

تفتح هذه المنهجية الطريق أمام إجراء دراسات باستبانة مكانية لأنظمة جديدة من الأنظمة الكمية متعددة الجسيمات، بما فيها البنى الهندسية الشبكية الغريبة، أو الشبكات التي تقل أبعادها عن الأطوال الموجية للموجة التي تتفاعل معها. كما أنها تُمهِّد الطريق أمام إجراء تصوير باستبانة على مستوى الذرات المفردة لبعض الأنواع الذرية، التي لا يتوفر فيها تبريد فعَّال بالليزر، أو مصائد بصرية عميقة. وهكذا، فإنها تمثل إضافةً كبرى إلى مجموعة أدوات المحاكاة الكمية للأنظمة متعددة الجسيمات.