💥 QUANTISCHE: ERSTE BILD VON ATOMEN, DIE SICH IN WELLEN VERWANDELN

Via Techno-Science

Zum ersten Mal ist es Physikern gelungen, ein klares Bild aufzunehmen, das einzelne Atome zeigt, wie sie sich wie eine Welle verhalten. Diese Entdeckung stellt eine spektakuläre Demonstration des Prinzips der Welle-Teilchen-Dualität dar, eine der Grundlagen der Quantenmechanik.

Die Forscher verwendeten eine neue Bildgebungstechnik, die noch von Fachkollegen begutachtet wird und auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurde. Sie kühlten Lithiumatome bis nahe dem absoluten Nullpunkt ab, indem sie sie mit Photonen aus einem Laser beschossen. Dieser Schritt diente dazu, ihre Bewegung zu verlangsamen. Anschließend wurden die Atome mit zusätzlichen Lasern in einem optischen Gitter eingeschlossen.

Durch das abwechselnde Ein- und Ausschalten dieses Gitters schwankten die Atome zwischen einem quasi-teilchenhaften eingesperrten Zustand und einem wellenähnlichen Zustand. Diese Manipulation ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Verwandlung der Atome zu beobachten und zu verstehen, wie sie sich im Laufe der Zeit als Wellen verhalten.

Laut Louis de Broglie und Erwin Schrödinger, den Pionieren dieses Konzepts in den Jahren 1924 bzw. 1926, existieren alle quantengrößen Objekte, also alle Materie auf sehr kleiner Skala, gleichzeitig sowohl als Teilchen als auch als Wellen. Diese kontraintuitive Eigenschaft der Quantenmechanik wurde in zahlreichen Experimenten bis jetzt indirekt beobachtet.

Das in dieser Studie verwendete Mikroskop fängt das von den Atomen emittierte Licht ein, wodurch die Veränderungen ihres Zustands visualisiert werden können. Diese Bildgebungstechnik könnte unser Verständnis für komplexe atomare Systeme beschleunigen und einige exotische Zustände der Materie erhellen, wie sie in den Kernen von Neutronensternen oder im Quark-Gluon-Plasma zu finden sind, von dem angenommen wird, dass es kurz nach dem Big Bang existierte.

Quelle: arXiv

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