حتى الذرات، وليس فقط الإلكترونات، قادرة على المرور عبر الحاجز

نشر باحثو التخنيون في مقال بمجلة Nature أنهم أضافوا طبقة لتأثير جوزيفسون منذ عام 1962

تمكن باحثون من كلية الفيزياء ومعهد راسل بيري لتقنية النانو في التخنيون من إثبات أن الذرات، وليس فقط الإلكترونات، قادرة أيضًا على المرور عبر الحاجز. وبذلك، أضافوا طبقة مهمة إلى تأثير جوزيفسون منذ عام 1962. وقد حصل البروفيسور بريان جوزيفسون على جائزة نوبل لاكتشافه. هذا ما تكشفه مجلة "الطبيعة" العلمية المرموقة في عددها الأخير.
تجمع ظاهرة التيار المباشر لتأثير جوزيفسون بين ظاهرتين - الأنفاق والسوائل الفائقة. في ظاهرة النفق، وجد جوزيفسون أن الإلكترونات قادرة على المرور عبر حاجز (تظهر فجأة على الجانب الآخر). وقد وجد باحثو التخنيون الآن أنه حتى الذرات لا تستشعر الحاجز، بل تمر بسهولة وبحرية من خلاله.
يوضح الدكتور جيف شتاينهاور من كلية الفيزياء في التخنيون: "لقد طبقنا قوة ثابتة على الذرات الباردة، لكنها استجابت بالتحرك ذهابًا وإيابًا. لقد تحركوا في الاتجاه الذي دفعناهم إليه، ثم في الاتجاه المعاكس. في المتوسط، لم تتحرك الذرات على الإطلاق، على الرغم من قوة الدفع. ومع ذلك، عندما أضفنا بعض الذرات الساخنة إلى الذرات الباردة، تحركت للأمام استجابة لقوة الدفع."
التيار المتردد لتأثير جوزيفسون ليس غريبًا فحسب، بل مهم أيضًا. على سبيل المثال، يحدد فولت. علاوة على ذلك، أظهر باحثو التخنيون أن الذرات الكاملة يمكن أن تظهر ظاهرة النفق المذهلة، والتي ترتبط عادة بإلكترونات صغيرة بدلا من الذرات.
قام باحثو التخنيون بوضع شعاع ليزر كحاجز في مختبرهم ورأوا أن الذرات تمر من خلاله كمجموعة، دون حتى الشعور بوجود حاجز التيار المستمر (وقد رأى تأثير جوزيفسون أن الذرات تتحرك ذهابًا وإيابًا، وهو ما هي ظاهرة أي سي جوزيفسون، فأضافوا ذرات ساخنة، ورأوا أن جميع الذرات تعبر الحاجز وتظهر فجأة على الجانب الآخر.
وبعد اكتشاف الباحثين في التخنيون، سيكون من الممكن قياس سرعة الدوران، الأمر الذي قد يؤدي إلى تحسين كبير لجهاز الجيروسكوب الموجود اليوم لأغراض الملاحة، أو تحسين قياس التغيرات الطفيفة في دوران الأرض.