นักวิทยาศาสตร์ สร้างสสาร ล่องหน ได้สำเร็จเป็นครั้งแรก

นักวิทยาศาสตร์ สร้างสสาร ล่องหน ได้สำเร็จเป็นครั้งแรก

ทีมนักฟิสิกส์ จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซตส์หรือเอ็มไอที (MIT) ของสหรัฐฯ ทำการทดลองทางควอนตัมที่ให้ผลเป็นภาวะโปร่งใสเกือบสมบูรณ์แบบของสสารได้สำเร็จเป็นครั้งแรก หลังมีการทำนายทางทฤษฎีในเรื่องนี้เอาไว้เมื่อเกือบหนึ่งร้อยปีก่อน

หลักการทางกลศาสตร์ควอนตัมดังกล่าวระบุว่า หากทำให้กลุ่มหมอกของสสารในสถานะก๊าซเย็นจัดจนเข้าใกล้อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซลเซียส ) รวมทั้งทำให้มันมีความหนาแน่นสูงพอ กลุ่มหมอกนั้นจะสะท้อนและกระเจิงแสงได้ลดลงเรื่อย ๆ จนผู้ทำการทดลองเห็นว่ามัน “ล่องหน” หายไปจากสายตาในที่สุด

ปรากฎการณ์ดังกล่าวเรียกว่า Pauli blocking หรือการยับยั้งการกระเจิงแสงของเพาลี ซึ่งเป็นปรากฎการณ์หนึ่งที่นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียชื่อเดียวกันได้ทำนายเอาไว้เมื่อปี 1925 โดยเขาระบุว่าการล่องหนของก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ เมื่ออะตอมของก๊าซสูญเสียคุณสมบัติตามธรรมชาติในการกระเจิงแสงไป

รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับล่าสุด ระบุว่าทีมนักวิทยาศาสตร์ของ MIT ได้ทดลองใช้เลเซอร์ ทำให้อะตอมของลิเทียมในสถานะก๊าซเคลื่อนไหวช้าลงจนมีอุณหภูมิลดต่ำเหลือเพียง 20 ไมโครเคลวิน ซึ่งถือว่าสูงกว่าอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์เพียงเล็กน้อย

จากนั้นผู้ทำการทดลองได้ใช้อุปกรณ์เลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงอีกชุดหนึ่ง ทำหน้าที่เป็นคีมบีบอัดให้อะตอมของก๊าซลิเทียมอยู่ในพื้นที่แคบ จนมีความหนาแน่นถึง 1 ควอดริลเลียนอะตอม (เลข 1 ตามด้วยเลข 0 จำนวน 15 ตัว) ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

ผลปรากฏว่ากลุ่มหมอกของก๊าซลิเทียมในภาวะดังกล่าวดูโปร่งใสขึ้น โดยผลตรวจนับอนุภาคโฟตอนหรือแสงที่เกิดการกระเจิงผ่านกล้องความไวสูงยืนยันว่า มีโฟตอนชนิดนี้ลดน้อยลงในการทดลอง ส่งผลให้กลุ่มหมอกก๊าซลิเทียมมีการกระเจิงแสงลดต่ำลงถึง 38% เมื่อเทียบกับสสารแบบเดียวกันในอุณหภูมิห้อง

การทดลองนี้มีศักยภาพในการพัฒนาวัสดุที่ยับยั้งอนุภาคของแสง ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการทำงานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมประสิทธิภาพสูงในอนาคต เนื่องจากการทำให้เกิดปรากฎการณ์ดังข้างต้น จะป้องกันไม่ให้คอมพิวเตอร์สูญเสียข้อมูลควอนตัมไปกับโฟตอน ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมในทุกวันนี้

.

ที่มา  :     news.trueid.net/detail/yXDRRoJyL25r