เมื่ออนุภาคสองอนุภาคลอยอยู่ในโฟกัสของลำแสงเลเซอร์ แสงจะสะท้อนไปมาระหว่างอนุภาคทั้งสองเพื่อสร้างคลื่นนิ่ง การโต้ตอบกับคลื่นนิ่งเหล่านี้ทำให้อนุภาคเรียงตัวกันในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการรวมแสง ตอนนี้ เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวียนนา สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งออสเตรีย และมหาวิทยาลัยดุยส์บวร์ก-เอ็สเซิน ประเทศเยอรมนี ประสบความสำเร็จในการควบคุมการจับกันระหว่างอนุภาคนาโนที่ลอยด้วยแสงสองอนุภาคในลำแสงเลเซอร์คู่ขนานได้อย่างสมบูรณ์ ความสำเร็จนี้เป็นแพลตฟอร์ม
สำหรับการสำรวจควอนตัมไดนามิกรวมที่มีอนุภาคตั้งแต่สองอนุภาคขึ้น
ไปในงานวิจัยนี้ นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการปรับคุณสมบัติของลำแสงเลเซอร์ทำให้พวกเขาสามารถควบคุมความแรงของการโต้ตอบระหว่างอนุภาคได้ แต่ยังควบคุมด้วยว่าปฏิสัมพันธ์นี้น่าดึงดูด น่าขยะแขยง หรือแม้แต่ไม่สัมพันธ์กัน “การไม่กลับกันหมายความว่าอนุภาคหนึ่งผลักอีกอนุภาคหนึ่ง แต่อีกอนุภาคหนึ่งไม่ผลักกลับ” เบนจามิน สติ กเลอ ร์ สมาชิกในทีมอธิบาย จากUniversity of Duisburg-Essen “แม้ว่าพฤติกรรมนี้ดูเหมือนจะละเมิดกฎข้อที่สามของนิวตันในระบบที่ดูค่อนข้างสมมาตร แต่ก็ไม่ใช่เพราะโมเมนตัมบางส่วนถูกพัดพาไปโดยสนามแสง”
การกระเจิงที่สอดคล้องกันการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับอนุภาคที่มีขอบเขตทางแสงไม่ได้อธิบายถึงพฤติกรรมที่ไม่สัมพันธ์กันนี้ แต่ทีมงานบอกว่ามันเกิดจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกระเจิงแบบเชื่อมโยงกัน โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อแสงเลเซอร์กระทบกับอนุภาคนาโน อนุภาคนาโนจะกลายเป็นโพลาไรซ์เพื่อให้เป็นไปตามการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง
“ด้วยเหตุนี้ แสงทั้งหมดที่กระจัดกระจายจากอนุภาคจะแกว่งเป็นเฟสด้วยเลเซอร์ที่เข้ามา” Uros Delic สมาชิกในทีม จากมหาวิทยาลัยเวียนนาอธิบาย “แสงที่กระจัดกระจายจากอนุภาคหนึ่งสามารถรบกวนแสงที่ดักจับอนุภาคอีกอนุภาคหนึ่งได้ หากสามารถปรับเฟสระหว่างสนามแสงเหล่านี้ได้ ความแรงและลักษณะของแรงระหว่างอนุภาคก็สามารถทำได้เช่นกัน”
เพื่อแกล้งพฤติกรรมนี้ สมาชิกในทีมในเวียนนาได้ติดตั้ง
แหนบออพติคอลแบบขนาน 2 ตัวพร้อมตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ ซึ่งเป็นจอแสดงผลคริสตัลเหลวที่สามารถแยกหรือปรับรูปร่างลำแสงเลเซอร์ได้ “ในตอนแรก อนุภาคจะถูกกักไว้ใกล้ๆ กันเพื่อดูว่าพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรผ่านแสงที่สะท้อนออกมา นั่นคือวิธีที่พวกมันจับกันทางสายตา” Delic อธิบาย “วิธีการทำเช่นนั้นคือการสังเกตว่าความถี่การสั่นของมันเป็นอย่างไรเมื่อเราเข้าใกล้: ยิ่งมีการเปลี่ยนแปลงมากเท่าไหร่ ปฏิสัมพันธ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น”
ต้องขอบคุณการคำนวณทางทฤษฎีโดยเพื่อนร่วมงานของพวกเขาในดุยส์บวร์ก นักวิจัยพบว่าการโต้ตอบอาจกลายเป็นสิ่งที่ไม่สัมพันธ์กันสำหรับการตั้งค่าเฉพาะ การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันจากการสังเกตในห้องทดลอง ซึ่งปรากฎว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคมีความซับซ้อนมากกว่าที่คาดการณ์ไว้
“เครื่องมือใหม่อย่างสิ้นเชิง”
“การทดลองของเราเป็นเครื่องมือใหม่สำหรับการควบคุมและสำรวจปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุนาโนที่ลอยได้” Delic และ Stickler กล่าวกับPhysics World “ระดับของการควบคุมและการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จในระบอบควอนตัมเปิดช่องทางการวิจัยที่น่าสนใจมากมาย ตัวอย่างเช่น การศึกษาปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนในระบบหลายอนุภาค”
นักวิจัยกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาจะพยายามขยายขนาดเทคนิคเพื่อให้สามารถขยายไปยังอนุภาคนาโนที่ลอยได้จำนวนมาก Delic และ Stickler กล่าวว่า “การโต้ตอบที่ปรับแต่งได้จะช่วยให้เราตั้งโปรแกรมการเชื่อมต่อระหว่างอนุภาคและสำรวจว่าพวกมันเคลื่อนไหวร่วมกันและสร้างรูปแบบได้อย่างไร”
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เก้าเกออนไลน์ ได้เงินจริง
