20 년 2021 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 운송 프로세스는 본질적으로 어디에나 존재하지만 여전히 많은 질문을 제기합니다. 슈투트가르트 대학교 제5물리연구소 플로리안 마이너트(Florian Meinert) 연구팀은 밀도가 높은 초저온 원자 구름을 통과하는 경로에 있는 단일 전하 입자를 관찰할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 결과는 다음과 같이 출판되었습니다. 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) (“보즈-아인슈타인 응축물에 담긴 단일 차가운 이온의 이동”) 그리고 함께 제공되는 대중 과학 저널의 관점에서 주제가 됩니다. 물리학 (“초저온 가스에서 단일 이온 추적”). BEC(녹색)를 통한 양전하 이온(노란색)의 궤적을 예술적으로 시각화한 것입니다. (이미지: 슈투트가르트 대학의 Celina Brandes) Meinert 팀은 실험을 위해 소위 Bose Einstein 응축물(BEC)을 사용합니다. 이 이국적인 물질 상태는 초저온 원자로 이루어진 조밀한 구름으로 구성되어 있습니다. 정교한 레이저 여기를 통해 연구원들은 가스 내에 단일 Rydberg 원자를 생성합니다. 이 거대한 원자에서 전자는 바닥 상태에서보다 핵에서 수천 배 더 멀리 떨어져 있으므로 핵과 매우 약하게 결합되어 있습니다. 특별히 고안된 일련의 전기장 펄스를 통해 연구진은 원자에서 전자를 빼앗아 갔습니다. 이전에 중성이었던 원자는 전자를 분리하는 과정에도 불구하고 거의 정지 상태를 유지하는 양전하 이온으로 변합니다. 다음 단계에서 연구진은 정확한 전기장을 사용하여 BEC의 조밀한 원자 구름을 통해 제어된 방식으로 이온을 끌어당깁니다. 이온은 전기장에서 속도를 높이고 다른 원자와 충돌하며 속도가 느려졌다가 전기장에 의해 다시 가속됩니다. 충돌에 의한 가속과 감속 사이의 상호작용은 BEC를 통한 이온의 지속적인 움직임을 유도합니다. "이 새로운 접근법을 통해 우리는 처음으로 보스 아인슈타인 응축물에서 단일 이온의 이동성을 측정할 수 있게 되었습니다."라고 실험에 참여한 박사과정 학생인 Thomas Dieterle는 기뻐했습니다. 연구원들의 다음 목표는 고전 역학 대신 양자 역학이 과정을 지시하는 더 낮은 온도에서 단일 이온과 원자 사이의 충돌을 관찰하는 것입니다. “미래에는 단일 이온의 수송이라는 새로 생성된 모델 시스템을 통해 다체 시스템과 관련된 보다 복잡한 수송 과정을 더 잘 이해할 수 있게 될 것입니다. 특정 고체나 초전도체에서는요.” Meinert는 확신합니다. 이러한 측정은 원자와 이온 사이의 상호 작용을 통해 발생할 수 있는 소위 폴라론이라고 불리는 이국적인 준입자를 조사하는 데 있어서 중요한 단계이기도 합니다. 연구소의 이웃 연구실에서는 이미 원자와 이온 사이의 충돌을 직접 관찰할 수 있는 이온 현미경을 연구하고 있습니다. 전자 현미경은 음으로 하전된 입자를 사용하여 이미지를 생성하는 반면, 이는 양으로 하전된 이온을 사용하는 이온 현미경에서 발생합니다. 정전기 렌즈는 고전 광학 현미경의 광선과 유사하게 이온을 편향시킵니다. 이 작업은 슈투트가르트 대학과 울름 대학, 슈투트가르트 고체 연구를 위한 막스 플랑크 연구소의 컨소시엄인 통합 양자 과학 기술 센터 IQST에서 만들어졌습니다. 센터의 목표는 물리학과 관련 자연과학 및 공학과학 간의 시너지를 촉진하고 기초부터 기술 응용까지 양자과학을 대표하는 것입니다.

출처 : https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=57061.php