Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Vedcom sa po prvýkrát podarilo nahliadnuť do procesu kvantového tunelovania elektrónov, javu, ktorý mätie fyzikov už vyše sto rokov a patrí medzi základné piliere kvantovej mechaniky. Prelomový výskum zrealizoval tím z kórejskej univerzity POSTECH (Pohang University of Science and Technology), ktorý pomocou extrémne silných laserových impulzov prenikol hlbšie do správania elektrónov počas prechodu cez Coulombovu bariéru, informuje Interesting Engineering.
Prešli za hranice reality
Znie to ako z vedecko-fantastického filmu. Elektrón sa totiž pri kvantovom tunelovaní dokáže doslova „prešmyknúť“ cez energetickú prekážku, ktorú by podľa klasickej fyziky nikdy nemal prekonať. V kvantovom svete sa však javí, akoby sa elektrón prekopal tunelom a objavil na druhej strane.
Doteraz sa predpokladalo, že elektrón interaguje s atómovým jadrom až po tom, čo tunel opustí. Nový experimentálny dôkaz z POSTECH však ukazuje niečo celkom iné. Elektróny počas prechodu cez bariéru narážajú do jadra ešte vo vnútri tunela. Vedci tento jav nazvali „rekolízia pod bariérou“ (under-the-barrier recollision – UBR).
Profesor Dong Eon Kim z Katedry fyziky na POSTECH vysvetlil: „Vďaka tejto štúdii sme dokázali získať stopy o tom, ako sa elektróny správajú pri prechode cez atómovú stenu.“ Tento objav predstavuje zásadnú zmenu v chápaní jedného z najzáhadnejších javov kvantovej fyziky.

Freemanova rezonancia a nový model
Štúdia, publikovaná v prestížnom časopise Physical Review Letters, ukazuje, že počas procesu UBR elektróny nielen prechádzajú cez prekážku, ale získavajú energiu v jej vnútri a následne opakovane narážajú do jadra. Tento mechanizmus výrazne zosilňuje Freemanovu rezonanciu, ionizačný jav, ktorý je pri tradičných procesoch slabší.
Prekvapivé bolo aj zistenie, že výsledná ionizácia nezávisí od intenzity laserového poľa. Tento fakt je v priamom rozpore s doterajšími teóriami. Výskumníci preto upravili klasický model silnopolnej aproximácie (SFA), ktorý sa bežne používa na opis tunelovania.
Nová verzia modelu zohľadňuje rekolidujúce elektróny pod bariérou a odhalila niekoľko pozoruhodných vlastností Freemanových rezonancií. Predovšetkým ich dominanciu nad tzv. ionizáciou nad prahom (above-threshold ionization – ATI), ich trvanie aj pri vyšších rádoch a stabilitu voči zmenám intenzity laserového lúča.
Výsledky menia náš pohľad na procesy v mikrosvete počas ultrarýchlej ionizácie. Otvárajú nové možnosti pre vývoj technológií v oblasti polovodičov, kvantových počítačov či ultrarýchlych laserových systémov, ktoré fungujú práve na princípe tunelovania.
Vedci zdôraznili, že objavené vlastnosti Freemanových rezonancií podčiarkujú potrebu prepracovania teoretických modelov. Treba presnejšie pochopiť správanie elektrónov v stredne a vysoko intenzívnych poliach, vrátane úlohy atómového potenciálu a korelácií viacerých elektrónov. Nové poznatky tak nielen rozširujú naše chápanie kvantového sveta, ale zároveň vytvárajú pevný základ pre inovatívne aplikácie v budúcnosti.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneĎakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Číňania posunuli hranice elektromobility. Ich nový pohon dokáže niečo, čo bežný motor nezvládne

Prekvapivé zistenia vedcov: V obľúbenom nápoji Slovákov našli vážnu neviditeľnú hrozbu

K Zemi sa rúti obrovská družica. Po 22 rokoch ju čaká dramatický koniec, záchrana zlyhala

Slováci robia pri kúrení zbytočné chyby. Pozri si jednoduché tipy, ako znížiť účty za energie

Nový akčný film práve dorazil online aj s dabingom. Svet v ňom ovládli monštrá
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Odchod starostu vyjde obec na 28-tisíc eur. Odstupné môže dosiahnuť päť platov
PREMIUMHypotéky môžu v roku 2027 zvýšiť výdavky, na pohreb je 1 000 eur málo (TÝŽDENNÝ VÝBER)

Štát ponúka Slovákom na digitálny kurz až 1 500 eur: Žiadať môžu aj zamestnaní

Na Slovensko prichádza ochladenie: V dolinách môže byť až −5 °C (PREDPOVEĎ)

Slovenský hrad je na predaj: Ponúka 4 luxusné apartmány aj kaplnku, na obnovu išlo približne 10 miliónov eur
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slovenskí vedci sú blízko k vyriešeniu drahého problému energetiky. Pomôcť má materiál tenší než vlas
- Číňania majú ďalší automobilový megahit. Predali 300 000 kusov jediného SUV a prekonali rekord
- EÚ zverejnila mapu budúcich klimatických rizík. Tieto časti Slovenska dopadnú najhoršie
- Nový akčný film práve dorazil online aj s dabingom. Svet v ňom ovládli monštrá
- Porušia 30-ročnú tradíciu. Japonská automobilka sa kvôli Číne rozhodla k historickému kroku
-
- Majú voňať, namiesto toho ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- EÚ zverejnila mapu budúcich klimatických rizík. Tieto časti Slovenska dopadnú najhoršie
- Číňania majú ďalší automobilový megahit. Predali 300 000 kusov jediného SUV a prekonali rekord
- Slovenskí vedci sú blízko k vyriešeniu drahého problému energetiky. Pomôcť má materiál tenší než vlas
- Porušia 30-ročnú tradíciu. Japonská automobilka sa kvôli Číne rozhodla k historickému kroku
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Majú voňať, namiesto toho ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- EÚ zverejnila mapu budúcich klimatických rizík. Tieto časti Slovenska dopadnú najhoršie
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Odchod starostu vyjde obec na 28-tisíc eur. Odstupné môže dosiahnuť päť platov
PREMIUMHypotéky môžu v roku 2027 zvýšiť výdavky, na pohreb je 1 000 eur málo (TÝŽDENNÝ VÝBER)

Štát ponúka Slovákom na digitálny kurz až 1 500 eur: Žiadať môžu aj zamestnaní

Na Slovensko prichádza ochladenie: V dolinách môže byť až −5 °C (PREDPOVEĎ)

