Des physiciens ont remodelé une partie du système solaire à l’intérieur d’un seul atome de potassium.
Dans un article publié dans les Lettres de la revue Physical Review, l’équipe de la Rice University ont montré qu’ils pouvaient provoquer un électron dans un atome à l’orbite du noyau exactement de la même manière que les chevaux de Troie de Jupiter en orbite des astéroïdes du soleil.
Les résultats respectent une prédiction faite en 1920 par le célèbre physicien danois Niels Bohr sur la relation entre la mécanique quantique (alors nouvelle science) et les lois de mouvement de Newton.
« Bohr prédit que des descriptions de mécaniques quantique du monde physique serait, pour les systèmes de taille suffisante, correspondant aux descriptions classiques fournis par la mécanique newtonienne», explique le chercheur principal de Barry Dunning, professeur de physique à la Rice.
« Bohr a également décrit les conditions dans lesquelles cette correspondance a pu être observé. En particulier, il dit qu’il doit être vu dans les atomes à très haute principaux nombres quantiques, qui sont exactement ce que nous étudions dans notre laboratoire. »
Après que l’expérience ait été exécutée des dizaines de milliers de fois, tous les clichés ont été combinés pour montrer que la prédiction de Bohr était correcte : Les descriptions classiques et quantiques des paquets d’onde des électrons en orbite autour de correspondance.
En fait, la description classique du paquet d’ondes piégées par le champ tournant est parallèle à la physique classique qui explique le comportement des astéroïdes Troyens de Jupiter.
Jupiter astéroïdes afin de Troie-4000-Plus a appelé parce que chacun est appelé pour un héros de la guerre de Troie, ont la même orbite que Jupiter et sont contenues dans les nuages en forme de virgule qui semblent remarquablement similaires aux paquets d’ondes localisées créées dans les expériences.
Et, juste comme le paquet d’onde dans l’atome est piégé par le champ électrique associé à partir du noyau et de l’onde tournante, les Troyens sont piégées par le champ gravitationnel combinée du soleil et orbite autour de Jupiter.
Les chercheurs travaillent actuellement sur leur prochaine expérience: Ils tentent de localiser deux électrons et les ont orbitent autour du noyau comme deux planètes dans des orbites différentes.
« Le niveau de contrôle que nous sommes en mesure de réaliser dans ces atomes aurait été impensable il ya quelques années et a des applications potentielles dans, par exemple, l’informatique quantique et en contrôlant les réactions chimiques utilisant des lasers ultrarapides», explique Dunning.
La National Science Foundation, la Fondation Robert A. Welch, le Fonds autrichien pour la science, et le Department of Energy a financé la recherche. Papier co-auteurs sont des chercheurs de l’Université de Technologie de Vienne; Oak Ridge National Laboratory et l’Université du Tennessee.
Source : Université de Rice