บาคาร่าเว็บตรง กลุ่มวิจัยอิสระสามกลุ่มพบการรวมตัวกันของหลักการกีดกันของ Pauli ในก๊าซปรมาณูเย็นจัด เรียกว่าการปิดกั้น Pauli ผลกระทบนี้ได้รับการทำนายครั้งแรกเมื่อ 30 ปีที่แล้วและเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของเฟอร์มิโอนิกในก๊าซควอนตัมไม่สามารถเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะควอนตัมในบริเวณใกล้เคียงได้ ในการทดลองสามครั้ง Pauli blocking ลดความสามารถของอะตอมในการกระจายแสง
ทำให้ก๊าซโปร่งใสมากขึ้น สักวันหนึ่งผลกระทบนี้
สามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงเทคโนโลยีโดยอาศัยอะตอมที่เย็นจัด เช่น นาฬิกาออปติคัลและตัวทำซ้ำควอนตัมหลักการที่มีชื่อเสียง อนุภาคที่มีสปินครึ่งจำนวนเต็มเป็นไปตามสถิติของ Fermi-Dirac ซึ่งเกิดจากการพิจารณาความสมมาตรในกลศาสตร์ควอนตัม อนุภาคดังกล่าวเรียกว่า fermions และเป็นไปตามหลักการกีดกันที่มีชื่อเสียงของ Pauli ซึ่งบอกว่า fermion ไม่สามารถครอบครองสถานะควอนตัมเดียวกันในระบบได้
อิเล็กตรอนเป็นเฟอร์มิออนและหลักการกีดกันอธิบายว่าทำไมอิเล็กตรอนแต่ละออร์บิทัลในอะตอมสามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้มากที่สุด 2 ตัว – ตัวหนึ่งหมุนขึ้นและอีกตัวหมุนลง สิ่งนี้ทำให้เรามีคุณสมบัติที่หลากหลายของอะตอมที่แตกต่างกันในตารางธาตุ หลักการกีดกันยังทำงานในเซมิคอนดักเตอร์และฉนวน ซึ่งอิเล็กตรอนไม่สามารถตอบสนองต่อการใช้สนามไฟฟ้าขนาดเล็กได้ เนื่องจากการทำเช่นนี้จะต้องย้ายไปยังสถานะควอนตัมอื่น และในเซมิคอนดักเตอร์และฉนวน รัฐใกล้เคียงส่วนใหญ่จะเต็ม
ก๊าซเสื่อมสภาพ
อะตอมจำนวนมากเป็น fermion และตอนนี้นักฟิสิกส์สามารถทำให้ก๊าซอะตอม fermionic เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำพอที่สถานะควอนตัมที่อยู่ต่ำเกือบทั้งหมดจะเต็มไปด้วยสิ่งที่เรียกว่าระดับ Fermi กล่าวกันว่าระบบที่เย็นจัดและหนาแน่นดังกล่าวมีความเสื่อมโทรม และคาดว่าอะตอมจะมีพฤติกรรมคล้ายกับอิเล็กตรอนในของแข็ง
แทนที่จะใช้สนามภายนอกเพื่อพยายาม
ทำให้อะตอมเคลื่อนที่ ทีมวิจัยทั้งสามทีมได้ยิงโฟตอนของแสงไปที่ก๊าซ Fermi ที่เสื่อมสภาพ โดยปกติเมื่อแสงส่องบนก๊าซอะตอม โฟตอนบางส่วนจะกระจายออกจากอะตอมและอะตอมจะหดตัว ใช้พลังงานและโมเมนตัมบางส่วนจากโฟตอน
อย่างไรก็ตาม ในก๊าซ Fermi ที่เสื่อมโทรมของอะตอม การหดตัวนี้มักจะต้องเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะควอนตัมที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งถูกครอบครองโดยอะตอมอื่น เป็นผลให้การกระเจิงไม่สามารถเกิดขึ้นได้และโฟตอนจะดำเนินต่อไปทางก๊าซ ผลที่สังเกตได้ของสิ่งนี้คือการเพิ่มความโปร่งใสของก๊าซเมื่อถูกทำให้เย็นลงจนถึงจุดที่เริ่มเสื่อมสภาพ ในการทดลองสามครั้งที่รายงานในวันนี้ มีการสังเกตสิ่งนี้เมื่อก๊าซถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิในช่วงไมโครเคลวินและนาโนเคลวิน
กระเจิงไปข้างหน้า
ที่ JILA – สถาบันร่วมของสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาและมหาวิทยาลัยโคโลราโด – Christian Sannerและเพื่อนร่วมงานได้มุ่งเน้นไปที่มุมที่โฟตอนกระจัดกระจายจากก๊าซเย็นจัดของอะตอมสตรอนเทียม-87 พวกเขาพบว่าการกระเจิงไปข้างหน้า – โดยที่โฟตอนประสบความเบี่ยงเบนเล็กน้อยในวิถีของพวกเขาและการหดตัวของอะตอมมีขนาดเล็ก – ถูกระงับ
สิ่งนี้สอดคล้องกับอะตอมในก๊าซที่ถูกบล็อกโดย Pauli จากการเปลี่ยนสถานะเล็กน้อยไปยังสถานะควอนตัมที่อยู่ใกล้เคียง อย่างไรก็ตามการกระเจิงของโฟตอนที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของอะตอมที่ใหญ่กว่านั้นไม่ได้ถูกระงับ สิ่งนี้สอดคล้องกับอะตอมที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สู่สถานะว่างเหนือระดับแฟร์มี
ในขณะเดียวกันในนิวซีแลนด์Amita DebและNiels Kjærgaard
จากมหาวิทยาลัย Otago ได้เปรียบเทียบคุณสมบัติทางแสงของก๊าซเฟอร์ มิ โอนิ กที่มีโพแทสเซียม -40 กับก๊าซที่ทำจากรูบิเดียม-87 ไอโซโทปของรูบิเดียมนี้เป็นไปตามสถิติของโบส-ไอน์สไตน์ ดังนั้นจึงไม่อยู่ภายใต้การปิดกั้นของเพาลี เมื่อถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่เย็นจัด ความโปร่งใสของก๊าซโพแทสเซียม-40 จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ความโปร่งใสของก๊าซ rubidium-87 จะไม่เพิ่มขึ้น
กลุ่มที่สามตั้งอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และรวมถึงWolfgang Ketterle ผู้ได้รับรางวัลโนเบ ล ทีมนี้ทำให้อะตอมของเฟอร์มิโอนิกลิเธียม-6 เย็นลงให้ต่ำกว่าระดับ Fermi และยังสังเกตเห็นความโปร่งใสที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย ทีมนี้ตั้งข้อสังเกตว่าเอฟเฟกต์หายไปเมื่อพวกเขาเพิ่มความเข้มของแสงที่ส่องบนตัวอย่าง พวกเขากล่าวว่าสิ่งนี้เป็นผลมาจากการกระเจิงของแสงทำให้ตัวอย่างร้อนขึ้น
ความผันผวนของความหนาแน่น
ทีม MIT ยังได้เสนอคำอธิบายทางเลือกสำหรับการสังเกตการณ์ความโปร่งใสของทั้งสามทีม แสงสามารถกระเจิงได้จากการผันผวนของความหนาแน่นในของเหลว และหากความผันผวนเหล่านี้มีขนาดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของแสง ของไหลจะกลายเป็นทึบแสง สิ่งนี้เกิดขึ้นในนมซึ่งกลุ่มโปรตีนที่แขวนลอยจะสร้างความผันผวนของความหนาแน่นที่เหมาะสม
อ่านเพิ่มเติมทรงกลมสีเหลืองและทรงกลมสีเหลืองติดกับทรงกลมสีแดง (แทนอะตอมโซเดียมและโมเลกุลโซเดียม-ลิเธียม) กระเด้งไปมาในพื้นที่จำกัด นักฟิสิกส์เข้าใกล้เส้นทางที่ง่ายกว่าในการทำให้โมเลกุลเสื่อมสภาพของควอนตัม
Ketterle และเพื่อนร่วมงานชี้ให้เห็นว่าไม่มีความผันผวนของความหนาแน่นในก๊าซ Fermi ที่เย็นจัด สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากหลักการกีดกันของ Pauli ป้องกันไม่ให้อะตอมเข้าใกล้กันมาก ซึ่งทำให้ความหนาแน่นของก๊าซเป็นเนื้อเดียวกันมาก นักวิจัยกล่าวว่าการขาดแคลนความผันผวนของความหนาแน่นนี้สามารถอธิบายความโปร่งใสที่เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำได้
ก๊าซปรมาณูเย็นจัดมีการใช้งานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงนาฬิกาอะตอมและส่วนประกอบสำหรับเครือข่ายควอนตัม การบล็อก Pauli สามารถใช้เพื่อปรับปรุงเทคโนโลยีที่มีอยู่และอาจพัฒนาแอปพลิเคชันใหม่
อย่างไรก็ตาม วิธีการใหม่ในการได้มาซึ่งภาพจำเป็นต้องมีการพัฒนาวัสดุตัวตรวจจับใหม่ทั้งหมด นั่นคือ ผลึกแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) ที่มีความบริสุทธิ์สูง คริสตัล CdTe ให้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงสุดของระบบภาพ CT ใดๆ จนถึงปัจจุบัน Fischer ทำให้พิกเซลมีขนาดเล็กกว่าที่ใช้ใน CT ทั่วไปถึงเก้าเท่า โดยไม่มีการปรับลดขนาดยาใดๆ
คริสตัลยังขจัดเสียงรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ออกจากเครื่องตรวจจับได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนสูงขึ้นและความต้องการปริมาณรังสีลดลง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือ ไม่เหมือน CT ทั่วไปที่มักแสดงโฟตอนพลังงานต่ำ เทคโนโลยีการนับโฟตอนใช้โฟตอนทั้งหมดอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งน่าจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการถ่ายภาพเนื้อเยื่ออ่อน สุดท้าย ความไวสเปกตรัมที่แท้จริงของเครื่องตรวจจับหมายความว่าข้อมูลสเปกตรัมมีอยู่ในทุกการสแกน บาคาร่าเว็บตรง
