Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriAtom çipi aşağıda tələyə düşmüş və yuxarı qaldırılmışdır. Kredit: TU Wien

Fiziki sistemlərdə nəqliyyat tel vasitəsilə elektrik cərəyanı, metal vasitəsilə istilik və hətta boru vasitəsilə su kimi müxtəlif formalarda həyata keçirilir. Bu axınların hər biri əsas kəmiyyətin – yükün, enerjinin və ya kütlənin materialdan nə qədər asanlıqla keçdiyi ilə təsvir edilə bilər.

Normalda toqquşmalar və sürtünmə müqavimətə səbəb olur və bu axınların yavaşlamasına və ya sönməsinə səbəb olur. Lakin TU Wien-də aparılan yeni təcrübədə alimlər bunun heç baş vermədiyi bir sistem müşahidə ediblər.

Minlərlə rubidium atomunu maqnit və optik sahələrdən istifadə edərək bir xətt boyunca hərəkət etmək üçün məhdudlaşdıraraq, enerji və kütlənin mükəmməl səmərəliliklə hərəkət etdiyi ultra soyuq kvant qazı yaratdılar. İndi “Science” jurnalında dərc olunan nəticələr göstərir ki, hətta saysız-hesabsız toqquşmalardan sonra belə axın sabit və azalmadan qalır və beləliklə, adi maddənin qaydalarına zidd olan bir növ nəqliyyat aşkar edilir.

İki növ nəqliyyat

TU Wien-dəki Atominstitutdan Frederik Möller deyir: “Prinsipcə, iki çox fərqli nəqliyyat hadisəsi var”. “Biz ballistik nəqliyyatdan danışırıq ki, hissəciklər sərbəst hərəkət etdikdə və iki dəfə məsafəni iki dəfə qət etdikdə – düz xəttdə hərəkət edən bir güllə kimi.”

Çoxlu təsadüfi toqquşmalardan yaranan diffuziv nəqliyyat da var. İstilik keçiriciliyi belə diffuziya proseslərindən biridir: bəzi isti hissəciklər daha soyuq olanlarla qarşılaşdıqda, orta hesabla hamısı eyni temperatura malik olana qədər tədricən enerji və impuls paylaşırlar.

“Bu cür nəqliyyat xətti deyil” deyir Moller. “Məsafəni iki dəfə qət etmək üçün adətən dörd qat daha uzun məsafə lazımdır.”

TU Wien təcrübəsində atomlar çox fərqli davrandılar. “Atom cərəyanını öyrənməklə biz diffuziyanın praktiki olaraq tamamilə yatırıldığını görə bildik” deyir Moller. “Qaz özünü mükəmməl keçirici kimi aparır; atomlar arasında saysız-hesabsız toqquşmalar baş versə də, kütlə və enerji kimi miqdarlar sistemə dağılmadan sərbəst şəkildə axır.”Frederik Möller, Philipp Schüttelkopf və Jörg Schmiedmayer. Kredit: TU Wien

Nyutonun beşiyi kimi

Bu qeyri-adi davranışı Nyutonun beşiyi, bir sıra yelləncək metal topları olan tanış stolüstü oyuncağa bənzətməklə başa düşmək olar. Bir top geri çəkildikdə və sərbəst buraxıldıqda, öz impulsunu birbaşa digərləri vasitəsilə əks tərəfdəki topa köçürür, sanki toxunulmamış kimi yellənir.

“Sistemimizdəki atomlar yalnız bir istiqamətdə toqquşa bilər” deyə Moller izah edir. “Onların momentləri səpələnmiş deyil, sadəcə olaraq toqquşma partnyorları arasında mübadilə olunur. Hər bir atomun impulsu qorunub saxlanılır – o, yalnız ötürülə bilər, heç vaxt itirilmir.”

Nyutonun beşiyində olduğu kimi, atom naqilində də hərəkət sönümlənmədən davam edir. Momentum və enerji adi maddədə olduğu kimi dağılmaq əvəzinə qazın üzərində qeyri-müəyyən müddətə keçə bilər.

Moller deyir: “Bu nəticələr belə bir atom buludunun niyə termalləşmədiyini – niyə öz enerjisini termodinamikanın adi qanunlarına uyğun olaraq bölüşdürmədiyini göstərir”. “Belə mükəmməl idarə olunan şəraitdə nəqliyyatın öyrənilməsi müqavimətin kvant səviyyəsində necə yarandığını və ya yox olduğunu anlamaq üçün yeni yollar aça bilər.”

Daha çox məlumat: Philipp Schüttelkopf et al, Drude çəkilərini ölçməklə kvant qazında nəqliyyatın xarakterizə edilməsi, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.ads8327 . arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2406.17569

Jurnal məlumatı: arXiv , Elm  

Vyana Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir