لعبة البلياردو ذرة مع زاوية ثابتة

التماثل التام بعد الاصطدام الذري

قراءة بصوت عال

في لعبة البلياردو الذري - تصادم الإلكترون مع ذرة الهيليوم - أظهر الباحثون أن جميع جزيئات الكم المعنية تحدث تحت نفس الترتيب دائمًا. لأول مرة ، يمكن لهذه القياسات الجديدة التحقق من التنبؤات النظرية بشكل نقدي وتقديم رؤى مفصلة في ديناميات متعددة الجسيمات إلى جانب مقياس ذري.

الهيليوم كنظام نموذجي

من الصعب للغاية حساب نظام مكون من أربعة جسيمات كمومية متفاعلة وتؤدي النماذج النظرية المتنافسة إلى تنبؤات مختلفة. يعد الهيليوم كائنًا جيدًا في الدراسة ، لأنه عندما يتم إقصاء الإلكترونين المربوطين في التصادم مع إلكترون مقذوف ويتركان وراءهما مركز الشحن المزدوج ، يحصل المرء على نظام مثالي من أربعة أجسام. ترتبط حركات الجسيمات بقوة لأنها تمارس قوة على بعضها البعض بسبب شحنتها الكهربائية.

تختلف نتائج الحسابات النظرية الآن فيما يتعلق باتجاه انبعاث ما مجموعه ثلاثة إلكترونات منتهية الصلاحية ، إذا لم يكن للقذيفة الحادثة سوى طاقة أكثر بقليل من الطاقة اللازمة لعملية التأين المزدوج هذه. في نطاق طاقة العتبة هذا ، فإنه يشير إلى التنافر المتبادل للإلكترونات سالبة الشحنة التي تظهر على مسافات كبيرة لبعضها البعض وبالتالي متناظرة مع زاوية 120 درجة النسبية. هذا ما تؤكده بعض النظريات. ومع ذلك ، تعطي الحسابات الأخرى تكوينًا T مع إلكترونين يبتعدان في الاتجاه المعاكس.

وأكد زاوية ثابتة

قام يواكيم أولريتش وألكساندر دورن وشويانغ رن من معهد ماكس بلانك للفيزياء النووية في هايدلبرغ بقياس زخم الإلكترونات الثلاثة المنتهية ولايتها باستخدام ما يسمى بمجهر رد الفعل الذي طوروه ووجدوا أنهم ينبعثون في الواقع بشكل متماثل ويفضل أن يكون ذلك بزاوية 120 درجة ، ومن المثير للاهتمام أن أحد العمليات الحسابية الناجحة يوضح أن تكوين الانبعاثات هذا لا يهيمن عليه فقط تنافر الإلكترون ، ولكن أيضًا الترتيب الأولي للإلكترونات الموجودة في الذرة. لذلك ينبغي

في الليثيوم الذي به قشرة تحتوي على ثلاثة إلكترونات ، أي أكثر من الهليوم ، يمكن ملاحظة تكوين T في الواقع. التحقق التجريبي من هذا التفاعل هو الآن الهدف التالي للباحثين من هايدلبرغ

توفر هذه النظم الأساسية والبسيطة معيارًا لنمذجة ديناميات العديد من الجسيمات المترابطة ، من أجل تمهيد الطريق لوصف الأنظمة والظواهر الأكثر تعقيدًا ، والتي لها أيضًا أهمية عملية أكبر. على وجه الخصوص في ضوء التطورات السريعة في تكنولوجيا النانو والتصغير المرتبط بالمقاييس الأصغر والأصغر ، فإن الفهم التفصيلي لديناميات الكم المرتبطة بالجسيمات المتعددة سيكون له أهمية متزايدة.

(معهد ماكس بلانك للفيزياء النووية ، 07.10.2008 - NPO)