برگردان: احسان سنایی-بازی تنیسی را تصور کنید که در آن، توپ پیش از برخورد به زمین، جهش می‌کند. این، دقیقاً همان رفتاری‌ست که دانشمندان سال‌ها طی پدیده‌ای موسوم به «بازتاب کوانتومی» دیده‌اند. حال، پژوهش‌گران همین کار را برای مولکولها هم به‌ثمر رسانده‌اند.
این جهش شگفت‌انگیز، از رفتار موجی ِ ذراتِ کوانتومی نتیجه می‌شود، که در آن دیگر نمی‌شود آن‌ها را به‌شکل ذراتِ نقطه‌ای تصور کرد. زمانی‌که این «ذراتِ موج‌مانند»، به سطحی برمی‌‌خورند، در میدان الکتریکی ِ آن سطح غوطه می‌خورند و اگر حتی به‌واسطه‌ی کشش الکتریکی ِ میدان، جذبش شوند؛ تغییر ناگهانی ِ محیط، آن‌ها را پیش از برخورد به سطح، جهش می‌دهد؛ عیناً همانند امواج آبی که پیشاپیش یک قایق متحرک همدیگر را می‌شکنند. «بام ساک ژائو» (Bum Suk Zhao) از مؤسسه‌ی «فریتز هیبر» (Fritz Haber) برلین، در این‌باره می‌گوید: «دانشجویان فیزیک، در درس «مکانیک کوانتومی»شان پدیده‌ی بازتاب کوانتومی را می‌آموزند؛ اما شک می‌کنند که چنین پدیده‌ای در جهان واقع به‌وقوع بپیوندد». با این حال ژائو و دانشجویانش نه‌تنها نشان داده‌اند که این پدیده عملاً امکان‌پذیر است؛ که درباره‌ی مولکولها هم صدق می‌کند.
این گروه، مقادیری از گاز هلیوم را تا دمایی در حدود ۰.۰۰۱ بالاتر از صفر مطلق سرد کردند. در این دما، برخی اتم‌های گاز چنان به‌هم فشرده می‌شوند که تشکیل ِ مولکول‌های شکننده‌ای متشکل از دو یا سه اتم هلیوم می‌دهند که به ترتیب بدان‌ها نام «دی‌مر» یا «تری‌مر» (در مقابل پلیمر) اطلاق می‌شود. سپس جریانی از این اتم‌ها و مولکول‌های سردشده، با سرعتی در حدود ۳۰۰متر بر ثانیه به شیشه‌ی آلومینیوم‌اندودی شلیک شد.
هرچند هلیوم سرعت بالایی داشت؛ اما زاویه‌ی برخورد، فوق‌العاده اندک تنظیم شده بود: تنها ۰.۰۲ درجه؛ بدین‌معنا که برخورد، با انرژی شدیداً اندکی صورت می‌گرفت. این گروه دریافت که دی‌مرها و تری‌مرها درحالی‌که هنوز حدود ده‌ها نانومتر از سطح فاصله دارند؛ از آن جهش می‌کنند و ضمناً در جریان این برخوردِ خاص حتی به اتم‌های منفرد هلیوم هم تجزیه نمی‌شوند. ژائو می‌گوید: «ما با تماشای بازتاب [موفق] یک دی‌مر، جا خوردیم؛ چراکه [این مولکول] فوق‌العاده شکننده بود». پیوند اتم‌های هلیوم در یک دی‌مر، ۱۰۰میلیون بار ضعیف‌تر از پیوندی‌ست در یک مولکول ساده‌ی دواتمی ِ هلیوم دیده می‌شود؛ پیوندی چنان شکننده که نام «ضعیف‌ترین پیوند» شیمیایی را از آن خود کرده».
مولکول‌هایی نظیر دی‌مرهای هلیومی را می‌توان به‌عنوان ذرات آزمایشی برای فهم بهتر فیزیک سطوح به‌کار بست و این، خود راهی برای تجدیدنظر در ساختار ابزارآلات «اپتیک اتمی» نظیر ساعت‌های اتمی‌ست؛ ساعت‌هایی که با یاری ماهیت موجی ِ اتم‌ها تولید ضریان‌های زمانی می‌کنند، و اینگونه اتم‌های سرد و منفرد را برای محاسبات کوانتومی به کار می‌بندند. «دنیس کلاورتی» (Dennis Clougherty) از دانشگاه ورمونت در بورلینگتونِ کانادا، می‌گوید: «این آزمایش‌ها دشوار است و این‌ها آزمایش‌هایی‌اند که به یاری‌شان می‌توان فناوریِ مربوط به اتم‌های سرد را توسعه داد».
در همین زمینه:
سفر به سردتر از صفر مطلق – آذرماه 89l
منبع: