Alimlər kosmik şüaların necə davrandığına dair yeni bir anlayışı aça biləcək hissəciklərin sürətləndirilməsinin yeni metodunu uğurla nümayiş etdirmək üçün ultra soyuq atomlardan istifadə ediblər.

Tərkibindən 70 ildən çox vaxt keçdikdən sonra tədqiqatçılar Fermi sürətləndirmə mexanizmini laboratoriyada ultrasoyuq atomları dizayn edilmiş daşınan potensial maneələrə qarşı toqquşduraraq müşahidə etdilər – bu, yüksək enerjili astrofizikada və ondan kənarda əhəmiyyətli bir mərhələyə çatdı.

Fermi sürətlənməsi fizik Enriko Fermi tərəfindən 1949-cu ildə irəli sürülən kosmik şüaların əmələ gəlməsinə cavabdeh olan mexanizmdir. Prosesin özü də Fermi-Ulam modeli kimi geniş riyazi modellərin yaranmasına səbəb olan bəzi universal xüsusiyyətlərə malikdir. Ancaq indiyə qədər Yerdə etibarlı Fermi sürətləndiricisi yaratmaq çətin idi.

Birmingem və Çikaqo Universitetlərindən olan beynəlxalq tədqiqat qrupu öz tapıntılarını Physical Review Letters jurnalında dərc edərək, tam idarə oluna bilən Fermi sürətləndiricisinin yaradılmasında və bundan əhəmiyyətli hissəcik sürətlənməsini müşahidə etmək üçün istifadə etdikləri uğurlarını ortaya qoyur.

Ölçüsü cəmi 100 mikrometr olan sürətləndirici ultrasoyuq nümunələri saniyədə yarım metrdən çox sürətlə sürətləndirə bilər. O, bunu hərəkətli optik potensial maneələri tələyə düşmüş ultra soyuq atomlarla toqquşdurmaqla edir.

Enerji qazancını və hissəcik itkilərini birləşdirərək, elm adamları kosmik şüalarda müşahidə olunanlara bənzər enerji spektrlərini də əldə edə bilərlər – bu, hər bir kosmik şüa sürətləndirilməsi modelinin əsasını təşkil edən Bellin nəticəsinin ilk birbaşa yoxlanılmasını təmin edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1752131792&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-particle-strategy-cold-atoms-cosmic.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM4LjAuNzIwNC45NyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuOTciXV0sMF0.&dt=1752131791810&bpp=1&bdt=120&idt=-M&shv=r20250708&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752130725%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1752130725%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1752130725%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5942840291243&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1977&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95331832%2C95353387%2C95362655%2C95364947%2C95365235%2C95365460%2C95359266%2C95365798&oid=2&pvsid=526165453957608&tmod=1534986327&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=320

Birmingem Universitetindən həmmüəllif Dr. Amita Deb şərh etdi: “Fermi sürətləndiricimiz tərəfindən əldə edilən nəticələr kvant texnologiyasında istifadə olunan ən yaxşı sürətləndirmə üsullarını üstələyir . Texnologiyanın əlavə üstünlükləri var ki, bu, müstəsna dərəcədə sadə və miniatürləşdirilmiş quraşdırmaya malikdir və nəzəri yuxarı hədləri yoxdur.”

Sürətləndiricinin ultrasoyuq atom reaktivləri yaratması hissəciklərin sürətləndirilməsi üzərində yüksək dəqiqlikli nəzarət potensialını nümayiş etdirir. Fermi sürətlənməsini soyuq atomlarla öyrənmək bacarığı yüksək enerjili astrofizikaya aid hadisələrin tədqiqi üçün yeni imkanlar açır.

Gələcək tədqiqat sahələrinə kainatda kritik proseslər olan zərbələr zamanı hissəciklərin sürətləndirilməsi, maqnit yenidən qoşulma və turbulentliyin öyrənilməsi daxildir . Kvant Fermi sürətləndirilməsinin öyrənilməsi kvant informasiya elmində irəliləyişlər üçün perspektivli yollar təklif edərək, kvant dalğa paketlərini manipulyasiya etmək üçün yeni vasitələrin inkişafına səbəb ola bilər.

Birmingem Universitetinin aparıcı müəlliflərindən biri olan doktor Vera Quarrera, “Bizim işimiz laboratoriyada daha mürəkkəb astrofizik mexanizmlərin öyrənilməsi istiqamətində ilk addımdır. Fermi sürətləndiricimizin sadəliyi və effektivliyi onu həm fundamental tədqiqatlar, həm də kvant texnologiyasında praktik tətbiqlər üçün güclü alətə çevirir” şərhini yazıb.

Tədqiqat qrupu Fermi sürətləndiricisinin kvant kimyası və atomtronika da daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə tətbiqlərini daha da araşdırmağı planlaşdırır . Onların məqsədi həm nəzəri, həm də eksperimental fizika üçün dəyərli fikirlər verməklə, müxtəlif növ qarşılıqlı təsirlərin sürətlənmə sürətinə və əldə edilə bilən maksimum enerjiyə necə təsir etdiyini araşdırmaq məqsədi daşıyır.

Daha çox məlumat: G. Barontini et al, Fermi sürətlənməsinin soyuq atomlarla müşahidəsi, Fiziki İcmal məktubları (2025). DOI: 10.1103/nrjv-pwy1

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Birmingem Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir