روش جدید برای خنک کردن چندین نانوذره به‌طور همزمان

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، گروهی از پژوهشگران زیر نظر لوکاس نووتنی روشی را برای به دام انداختن و خنک‌کردن چندین نانوذره به‌طور مستقل از بار الکتریکی خود تا چند میلی‌کلوین ایجاد کرده‌اند.

 

جایادو ویجیان‌از پژوهشگران این پروژه و نویسنده اول مقاله مربوط به این پروژه می‌گوید: در گروه تحقیقاتی ما، خنک‌کردن نانوذرات منفرد با بار الکتریکی را در طی ده سال گذشته به‌طور کامل انجام داده‌ایم. با این روش جدید، که برای اشیاء خنثی الکتریکی نیز کار می‌کند، اکنون می‌توانیم برای اولین‌بار چندین ذره را به‌طور همزمان به دام بیاندازیم، که چشم‌انداز‌های کاملاً جدیدی را برای تحقیق باز می‌کند.

 

محققان در آزمایشات خود، از یک انبرک نوری، برای گرفتن یک کره شیشه‌ای ریز که در اندازه کمتر از ۲۰۰ نانومتر در داخل دستگاه خلاء بود، استفاده کردند. به دلیل انرژی حرکتی، کره به جلو و عقب در داخل انبرک نوری نوسان می‌کند.

 

دامنه نوسان با انرژی حرکتی ذرات افزایش می‌یابد، که با دمای ذرات افزایش پیدا می‌کند. یک آشکارساز سبک، که نور لیزر پراکنده شده توسط کره را جمع می‌کند، می‌تواند تعیین کند که در هر زمان معین، کره در کدام جهت در داخل کره نوسان می‌کند.

برای مقابله با حرکت کره هنگام رفتن به سمت چپ، انبرک به سرعت به سمت راست تغییر می‌یابد. هنگامی‌که به سمت راست حرکت می‌کند، انبرک بخش اصلاح‌کننده را به سمت چپ تغییر می‌دهد. با انجام این کار، دامنه نوسان و در نتیجه، دمای مؤثر آن به تدریج کاهش می‌یابد و به چند هزارم از درجه‌ای بالاتر از صفر مطلق (منفی ۲۷۳،۱۵ درجه سانتی‌گراد) می‌رسد.

دانشمندان از یک روش نوآورانه برای خنک‌کردن دو نانوذرات به‌طور همزمان استفاده کردند. آن‌ها انبرک نوری را که برای به دام انداختن کره‌ها استفاده کردند، به گونه‌ای که فرکانس‌های نوسان ذرات جداگانه کمی متفاوت است. در این روش، حرکات دو ذره را می‌توان با استفاده از یک آشکارساز متمایز کرد و دو انبرک می‌توانند هر یک راهبرد خنک‌کننده متفاوتی دریافت کنند.

 

ویجیان توضیح می‌دهد خنک‌کننده همزمان می‌تواند به‌طور مستقیم برای چندین نانوذرات استفاده شود.