به گزارش ایمنا به نقل از دانشگاه علوم و فناوری پوهانگ (POSTECH)، راز پدیدهی عجیب «تونلزنی کوانتومی» که بیش از یک قرن ذهن فیزیکدانان را درگیر کرده بود، سرانجام با کشفی شگفتانگیز حل شد. تیمی از پژوهشگران کرهای و آلمانی به سرپرستی پروفسور دونگ اون کیم از دانشگاه POSTECH و همکاری مؤسسه ماکس پلانک موفق شدند برای نخستینبار رفتار واقعی الکترونها را هنگام عبور از مانع کوانتومی ثبت و تحلیل کنند.
تونلزنی کوانتومی پدیدهای است که طی آن، ذراتی مانند الکترون با وجود نداشتن انرژی کافی، از سدهای انرژی عبور میکنند؛ پدیدهای کلیدی که در عملکرد نیمهرساناها، گداخت هستهای و حتی ساختار خورشید نقش دارد. با وجود شناخت بهنسبت دقیق از آغاز و پایان این فرآیند، رفتار دقیق الکترونها درون تونل تاکنون ناشناخته مانده بود.
در این مطالعه، محققان با استفاده از پالسهای نوری بسیار قوی، الکترونها را وادار به تونلزنی کردند و به کشفی بیسابقه رسیدند؛ الکترونها بهصرف از مانع عبور نمیکنند بلکه در دل تونل به هسته بازمیگردند و با آن برخورد میکنند. این پدیده که «بازبرخورد در زیر مانع» یا Under-the-Barrier Recollision نام گرفته، برای نخستینبار بهصورت تجربی تأیید شده است.
جالبتر آنکه این برخورد، انرژی الکترون را افزایش داده و موجب تقویت پدیدهای بهنام «رزونانس فریمن» میشود که میزان یونش را فراتر از حد انتظار بالا میبرد. این فرآیند نسبت به تغییرات شدت لیزر نیز بسیار پایدار بود؛ موضوعی که چالشهای اساسی برای نظریههای پیشین ایجاد میکند.
این یافته میتواند مبنای نوینی برای فناوریهای پیشرفته از جمله رایانش کوانتومی، لیزرهای فوقسریع و طراحی نسل بعدی نیمهرساناها فراهم آورد. پروفسور کیم با ابراز امیدواری از نتایج پژوهش گفت: اکنون میتوانیم درک عمیقتری از تونلزنی داشته باشیم و شاید در آینده آن را بهدلخواه کنترل کنیم، این پروژه با حمایت بنیاد ملی پژوهش کره و مؤسسه پیشرفت فناوری این کشور انجام شده است.
نظر شما