p Graças à nova tecnologia, é possível reter átomos individuais, mova-os de maneira direcionada ou mude sua condição. Os físicos Kaiserslautern também trabalham com esse sistema. Em um estudo recente, eles investigaram as consequências da colisão de dois átomos em um campo magnético fraco em baixa temperatura. Pela primeira vez, eles descobriram que os átomos, carregando seu momento angular em pacotes individuais (quanta), assim, troque dois pacotes. Também foi mostrado que a força de interação entre os átomos pode ser controlada. Isso é interessante para investigar reações químicas, por exemplo. O artigo foi publicado na revista Cartas de revisão física . p Até algumas décadas atrás, era impensável que os físicos realizassem experimentos com partículas atômicas individuais. Erwin Schrödinger, um dos pioneiros da moderna teoria quântica, esperava "consequências ridículas" dessa ideia e a descreveu como semelhante à criação de um dinossauro Ichtyosaurus em um zoológico. Contudo, os avanços na tecnologia do laser e na física atômica hoje tornam possíveis os experimentos com átomos individuais.

p Físicos em torno do professor Artur Widera e seu aluno de doutorado Felix Schmidt na Technische Universität Kaiserslautern (TUK) também estão trabalhando neste tópico no grupo de pesquisa Sistemas Quânticos Individuais. Eles contam com o chamado condensado de Bose-Einstein, que consiste em átomos de rubídio. "Na física, isso se refere a um estado da matéria que é comparável aos estados líquido e gasoso. Contudo, tal condensado é um estado mecânico quântico perfeito que se comporta como uma onda, "diz o professor Widera. O condensado é comparável a um gás composto de muito poucos átomos.

p Em um estudo recente, junto com o professor Eberhard Tiemann da Universidade Gottfried Wilhelm Leibniz de Hanover, eles investigaram os efeitos de um único átomo de césio atingindo um átomo de rubídio. Para observar as partículas, os pesquisadores devem primeiro resfriá-los a temperaturas um pouco acima do zero absoluto. "Em seguida, usamos pinças ópticas para colocar os átomos em contato uns com os outros, "diz Felix Schmidt. Durante este processo, átomos são retidos usando feixes de laser. Os pesquisadores agora adicionaram um único átomo de césio ao gás rubídio para medir o que acontece antes e depois da colisão dos átomos.

p Os físicos observaram como as partículas mudam seu momento angular durante o impacto, medindo o estado do átomo de césio individual antes e depois da colisão. Em átomos, o momento angular das partículas está até certo ponto presente em pacotes individuais - os chamados quanta elementares. Os pesquisadores agora observaram que os átomos podem trocar dois desses quanta de momento angular ao mesmo tempo em um único impacto. Até aqui, apenas a troca de um único pacote (quantos) foi observada. "Isso só é possível porque conduzimos o experimento em um campo magnético baixo, "diz Schmidt. Assim, a energia dos átomos é tão baixa que especialmente a interação entre os elementos individuais determina o resultado do impacto. "Isso torna possível que dois chamados quanta elementares sejam transmitidos simultaneamente, por exemplo, para o momento angular mudar duas vezes, "continua o físico.

p Mas os cientistas também observaram outro efeito. "O campo magnético fraco e a energia cinética baixa resultam em átomos interagindo uns com os outros mil vezes maiores do que os próprios átomos, mesmo à distância, "Schmidt continua. Mudando a força do campo magnético, este efeito também pode ser controlado. O efeito está diretamente relacionado a um estado molecular muito grande e muito fracamente ligado entre as duas partículas. "Pudemos observar indiretamente uma enorme molécula com cerca de dois micrômetros de tamanho, "disse Schmidt.

p Este conhecimento da interação entre partículas em energias muito baixas pode, por exemplo, ajudam a investigar ligações em moléculas. Eles consistem em pelo menos dois átomos que estão conectados por interações. Isso permitiria, entre outras coisas, a preparação e investigação de moléculas muito grandes.