Dönen kuantum parçacıkları ile manipüle edilen malzemeler vortex ışın demetleri olarak bilinen dönen elektron demetleri üretilmesi sonucunda TU Vienna ve Antwerp Üniversiteleri’ndeki bilim insanların ortak çalışmalarıyla elde edildi. Üretilen dönen elektron demetleri ile malzemelerin manyetik özelliklerinin araştırılması mümkün olacak. Gelecekte ise bu gelişme sayesinde istediğimiz bir şekilde çok çok küçük bileşenleri işleyebilmemiz mümkün olacak. Elektron fiziğindeki bu buluş Eylül 2010 ayı içerisinde Nature dergisinde fizikçiler tarafından bildirildi.
Dönen Akım: Kuantum Kasırgası
Soldan gelen düz dalga özel biçimlendirilmiş bir ağ ekranından geçiyor ardından bu dalga (elektron demeti) sağa ve sola dönen vortex demetlerine dönüşüyor.
Elektron demetleri birçok kez malzemelerin analizlerinde kullanılırdı, örneğin elektron mikroskopları. Çoğunlukla bu analizlerde elektron demetlerin ‘dönmesi’ etkili değildi. Klasik fizikte vakum içindeki bir elektrik akımı herhangi bir yörüngesel açısal momentuma sahip değildir. Bununla birlikte kuantum mekaniğinde, elektronlar bir dalgabenzeri akım gibi öngörülür-yani bir bütün olarak bir hortum içindeki hava akımına benzer şekilde kendi yayılma yönü civarında dönebilirler.
Vortex ışık demetleri çoğu kez optikte kullanılırlar. Elektronlardan yapılan Vortex demetleri nanoparçacıkların yönetilmesi veya açısal momentum ile ilgili parametrelerin ölçülmesi için birçok yeni olasılıklar sunar. Ancak, önceki çalışmalara göre onları üretme yöntemleri gerçekten verimli değildi. Nature’de bildirilen bu çalışma ile etkili bir yöntem geliştirildi.
Vortex elektron demetlerinin üretimi platin folyodan kesilen ağımsı bir ekran yardımı ile mümkün oldu. Platin ekranı boydan boya geçen elektron demeti foton demetlerinin bir ince bir yarıktan geçmesine benzer bir yolla kırınım oluşur. Bu ekranın şekli, bir metrenin sadece birkaç milyonda biri ölçülür ve gelen düz elektron dalgası vortex demetlerine dönüşür. Sağa ve sola dönen vortex demetleri böylece ağın ortasında ve arkasında dönmeyen bildik bir elektron demeti oluşturur.
Oluşan bu kuantum kasırgası arada sırada olsa da bilim kurgu yazarları tarafından ele alınmış bir fenomendi ve onlar bu fenomeni pek çok egzotik uygulamalarla hayal etmişlerdi. Ancak kuantum bilgisayar ve veri transferinde kuantum şifreleme gibi daha gerçekçi daha büyük uygulamaların yapılabilirliğinde kuantum kasırgası etkin olacak.
Hazırlayan : Gökhan Atmaca – Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma
Kaynak: http://www.nanowerk.com/news/newsid=18071.php
