【矽藻給生活帶來的量子效應】

明道

【矽藻給生活帶來的量子效應】

 

 

色度的綠色

一個小小的有機體的外骨骼被用作衍射光柵的在維也納，研究人員進行了使用它的一個分子干涉實驗。

團隊展示可以從基於矽細胞壁的海洋微藻衍射相干的分子束。

藻類是便宜和容易獲得，所以在干涉實驗中替換他們的昂貴的納米器件將是有益的據研究人員。

與經典力學、 量子物理學國家一個粒子能像波和反之亦然 — — 那是第一次提出想法諾貝爾獎得主物理學家路易士 · 德布羅意回于 1923 年。

在微小的粒子如電子可以表現得像一波來了令人震驚的理念，同時現在科學家們知道，即使物件萬倍大規模比電子等複雜的分子，也顯示中的量子干涉。

大規模的分子有很小的波長，因此光柵的極薄和密縫需要觀察其衍射。

目前，這種尖端的設備特別被捏造使用納米技術的技術。

自然光柵

現在Michele Sclafani， Markus Arndt和他的同事從維也納大學的物理學家，但結果顯示一個簡單、價格低廉和自然光柵是矽藻的在手中形式密切。

這些都是二氧化矽的一組主要是二氧化矽的單細胞海藻，包裹內儲存格牆體被稱為 frustule。

在實驗中，Sclafani 用Amphipleura 帶— — 可以在海灘發現的藻類。

它具有牆厚度的 90 毫微米驚奇地定期孔隙的和距離約 200 毫微米。

研究人員發現他們可以利用矽藻來衡量分子德布羅意波長小到幾十億分之一的幾分之一毫米發射光束在它的分子。

分子的燈飾

為此， Amphipleura 帶frustule 就中止了在真空中面向相干的酞菁分子— — 一種常用的藍綠色染料分子束其毛孔。順便說一下，酞菁分子是約一百萬倍更大規模比一個電子。

酞菁選擇是因為它給關閉螢光燈用鐳射照亮時，所以可以方便地檢測到。

梁是由 1.5 μ m 聚焦鐳射照耀到染料塗層的玻璃窗口上創建的。

小小斑尺寸的鐳射確保梁是連貫一致。光束通過海藻然後發送，並且每個單個的分子計數示例後面的螢幕上。

這是通過用顯微鏡觀察螢光光源的位置。後許多分子被通過藻類，它們的位置組成衍射圖樣的合奏。

色度的綠色"我們實際上設法負電荷和連貫地傳播一個粒子通過生物生長納米結構的毛孔"散發著 Sclafani，在這裡解釋，連貫地手段無損失或置亂的量子階段。

相反，每個分子的波函數被遷移過去的海藻毛孔幾個。

他還指出，"大部分的器具很容易來源於 — — 如果您要在學校做一件事 — — 波干涉儀，這可能是要走的路"。

Sclafani 接著告訴physicsworld.com使用的矽藻是買了線上和成本僅僅是 12 英鎊。

你可以看到更多有關研究人員如何進行他們的實驗中他們在新物理學期刊 》發表的論文 （上方） 的視頻摘要.

比較和對比

解剖和瞭解他們的實驗結果，研究人員了海藻的一張照片，和用一套公式 （即通常的模型在類似情況下光的傳播的） 來計算分子強度分佈應出現在背後海藻的螢幕上。

後，比較這兩個研究人員注意到的東西很奇怪 — — 雖然他們的理論預言 2D 干擾，實驗性地他們已經觀察到 1 D 模式。

Sclafani 說這三維的反常現象的簡單解釋是重力： 作為分子從來源到他們"跌"某種程度上，由於地球的引力場的探測器的旅費。

這意味著具有不同速度的分子最終派遣到同一空間區域沿y-軸和模式抹上了。"是否我們重複干涉實驗，並以 90 °

扭曲，你會看到 2D 模式中，"Sclafani 說。

丟失的訂單

研究人員還注意到在其理論類比中，高階的干擾影響幾乎缺失，但他們看到許多更多高階干擾影響在他們的實驗。

他們相信這可以解釋由潛在實際物質表面的海藻毛孔和單分子之間的相互作用。

Sclafani 說： 這種相互作用由范德瓦爾斯的潛力發揮分子隨著過去的海藻的牆壁，描述誘導小的偶極矩，這樣做。

因此，潛在的范德瓦爾斯生成額外的勢頭踢。

數學上，這種相互作用可以模仿通過減少海藻毛孔的大小作為此結果中的高幹擾訂單更多人口。作為替代，團隊也擴展及其理論模型，通過將一個階段術語添加到估計酞菁和海藻的內表面之間的相互作用常數的積分。

好的定性協定之間的理論和實驗結果。

Sclafani 是敏銳地指出使用矽藻的許多優點。此外，有定期結構可用於物質 — — 波干擾的大多數藻類中的事實，其中一個可以使用原子或不同的分子探針通過對量子干涉圖樣的移相調控影響藻類的內部屬性。

矽藻是不少異國情調比它可能會出現第一眼看：他們有很多用途，包括藥物傳遞和天然過濾，根據 Sclafani 感謝他們"很好，經常的結構"。

Scalfani 說長遠而言，組的焦點是探頭具有大眾和複雜性的物件的物質 — — 波二重性。"物質 — — 波二重性仍然困惑人 — — 有任何限制對量子力學，火星嗎?"他問。

理解這是至關重要的。

這項研究發表在新物理學雜誌.

關於作者

Tushna 軍糧供應是記者physicsworld.com

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fsep%2F13%2Fdiatoms-bring-the-quantum-effect-to-life