Een internationaal team van onderzoekers heeft een nieuwe manier aangetoond om gedetailleerd inzicht te krijgen in wat er gebeurt als twee atomen elkaar ontmoeten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun experimenten, waarbij nauwkeurig werd geobserveerd terwijl twee atomen met elkaar in contact kwamen.

Het idee om te zien hoe twee atomen botsen, kan sommige mensen ongemakkelijk maken, als ze zich een atoombom voorstellen die afgaat, maar niet al dergelijke botsingen zijn zo dramatisch. In deze nieuwe poging de onderzoekers maten de magnetische interactie die plaatsvond toen twee atomen heel langzaam met elkaar in contact werden gebracht.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat atomen zogenaamde golffuncties hebben, die worden gedefinieerd door de op waarschijnlijkheid gebaseerde banen van hun elektronen. Eerder onderzoek heeft ook aangetoond dat wanneer twee atomen in de buurt komen, terwijl hun golfvormen elkaar overlappen, er ontstaat een kracht die 'uitwisselingsinteractie' wordt genoemd - en deze wordt groter naarmate de twee dichter bij elkaar komen. De uitwisselingsinteractie gebeurt de hele tijd, zoals wanneer je twee vingers tegen elkaar drukt, of in scheikundige experimenten. Maar tot nu toe, niemand had de kracht geleidelijk nauwkeurig gemeten toen twee atomen in de buurt kwamen. In dit nieuwe experiment de onderzoekers hebben zo'n meting gedaan in hun lab.

Het team plaatste een enkel titaniumatoom bovenop een laag magnesiumoxide, die als isolator diende. Vervolgens plaatsten ze een enkel ijzeratoom op de punt van de sonde van een scanning tunneling microscoop. Vervolgens, ze bewogen langzaam het enkele ijzeratoom naar het enkele titaniumatoom. Terwijl ze dat deden, ze maten het magnetische effect op de twee atomen via twee methoden. De eerste was elektronenspinresonantie - een techniek die zeer gedetailleerde metingen van de zwakkere interacties opleverde. De tweede betrof het gebruik van inelastische elektronentunnelspectroscopie - het gaf betere resultaten bij het meten van de sterkere interacties. Het gebruik van twee meetmethoden gaf de onderzoekers meer vertrouwen in hun resultaten wanneer ze overeenkwamen. De procedure stelde de onderzoekers in staat een nieuw niveau van precisie te bereiken bij het meten van uitwisselingsinteracties. Het demonstreerde ook een mogelijke techniek voor het afstemmen van het magnetische veld van een atoom op een manier die praktisch zou kunnen zijn in gegevensopslagapparaten van de toekomst.

© 2019 Wetenschap X Netwerk