فیزیکدانان برای اولین بار نیرو‌های نامرئی طبیعت را نشان دادند

روشی ساده برای مشاهده نیرو‌های بنیادی ابداع شده است

به گزارش مجله خبری نگار،فیزیکدانان دانشگاه صنعتی چالمرز در سوئد روشی ساده برای مشاهده نیرو‌های بنیادی که کوچکترین اشیاء جهان را به هم پیوند می‌دهند، ابداع کرده‌اند. محققان با استفاده از طلا، آب نمک و نور، یک پلتفرم آزمایشی ایجاد کردند که در آن نیرو‌های نامرئی به صورت رنگ‌های پر جنب و جوش خود را نشان می‌دهند. این کار در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده است.

مشاهده به یک ظرف شیشه‌ای حاوی میلیون‌ها پوسته طلا که در محلول نمکی شناور هستند، نیاز دارد. وقتی قطره‌ای از این محلول روی یک زیرلایه طلا قرار داده شده و زیر میکروسکوپ بررسی می‌شود، پوسته‌ها به سطح جذب می‌شوند، اما به طور کامل آن را لمس نمی‌کنند - شکاف‌هایی در اندازه نانومتر بین آنها و زیرلایه باقی می‌ماند. این حفره‌های کوچک به عنوان تشدیدکننده عمل می‌کنند، نور را منعکس می‌کنند و الگو‌هایی از رنگ‌های قرمز و سبز را روی زمینه طلا ایجاد می‌کنند.

میکائلا گوشکووا، دانشجوی کارشناسی ارشد، توضیح داد: «ما به معنای واقعی کلمه شاهد تعامل نیرو‌های بنیادی طبیعت هستیم. از طریق این حفره‌های کوچک، می‌توانیم «چسبی» را که ذرات را در کنار هم نگه می‌دارد، مشاهده کنیم. ما در این فرآیند دخالت نمی‌کنیم، بلکه به سادگی حرکات طبیعی پوسته‌ها را ثبت می‌کنیم.»

در این تشدیدگرها، دو نیروی متضاد با هم برخورد می‌کنند: اثر کازیمیر که ذرات را به یکدیگر جذب می‌کند و دافعه الکترواستاتیکی که در محلول نمک رخ می‌دهد و از چسبیدن آنها به یکدیگر جلوگیری می‌کند. هنگامی که این نیرو‌ها به تعادل می‌رسند، پولک‌ها "خود-مونتاژ" می‌شوند و یک ساختار پایدار را تشکیل می‌دهند.

این محقق خاطرنشان کرد: «ما تمام اصول خودآرایی در مقیاس نانو را به طور کامل درک نمی‌کنیم. اگر یاد بگیریم که آنها را کنترل کنیم، کلید مدیریت ساختار ماده را فراهم می‌کند و حتی به ما در درک چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها کمک می‌کند.»

سیستم دانشمندان نتیجه سال‌ها تحقیق است. آنها پیش از این نشان داده بودند که دو صفحه طلا می‌توانند به طور مستقل یک تشدیدگر نوری تشکیل دهند و اکنون این کشف را به روشی برای مطالعه برهمکنش‌های بنیادی تبدیل کرده‌اند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری