Bilim insanları, 100 yıllık bir kuantum bilmecesini çözmeye bir adım daha yaklaştı. Güney Kore’deki Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (POSTECH) fizikçiler, elektronların kuantum tünelleme süreci sırasında sergilediği beklenmedik davranışları gözlemlemeyi başardı.
YÜZ YILLIK BİLMECE
POSTECH Fizik Bölümü'nden Prof. Dong Eon Kim liderliğindeki ekip, elektronların yalnızca enerji bariyerini geçmediğini, aynı zamanda tünel boyunca çekirdekle çarpışma gerçekleştirdiğini kanıtladı. Bu etkileşim, bilim insanlarının şimdiye dek yalnızca tünelin öteki ucunda gerçekleşebileceğini düşündüğü bir olaydı. Ekip bu yeni süreci ‘bariyer altı çarpışma’ (UBR) olarak adlandırdı.
BULGULAR YENİ BİR DÖNEM BAŞLATIYOR
Araştırma, Physics Review Letters’da yayımlandı. Çalışma sırasında kullanılan yoğun lazer darbeleriyle tetiklenen elektronlar, bariyerin içinde yeniden enerji kazanarak atom çekirdeğiyle etkileşime geçti. Bu etkileşim sonucunda ‘Freeman rezonansı’ adı verilen güçlü iyonizasyon sinyalleri oluştu.
Araştırmacılar, bu rezonansların daha önce bilinen doğrudan iyonlaşma mekanizmalarıyla açıklanamayacak kadar güçlü olduğunu belirtti. Lazer yoğunluğu değiştiğinde dahi FR sinyalinin etkilenmemesi, sürecin yeni ve öngörülemez boyutlarını gözler önüne serdi.
TEORİDE BÜYÜK AÇILIM
Yeni keşif, güçlü alan yaklaşımı (Strong Field Approximation - SFA) modeline ‘bariyer altı çarpışma’ sürecinin entegre edilmesini de beraberinde getirdi. Bu modelin, daha yüksek mertebeden Freeman rezonanslarının eşik üstü iyonlaşma (ATI) süreçlerine nasıl baskın hale geldiğini açıklamada güçlü bir temel sunduğu belirtiliyor.
GELİŞMİŞ TEKNOLOJİLERE ETKİSİ
Bu bulgular, yarı iletkenlerden kuantum bilgisayarlara, ultra hızlı lazerlerden hassas sensör teknolojilerine kadar birçok alanda daha kontrollü ve verimli sistemlerin geliştirilmesine kapı aralayabilir.
Ekip ayrıca, tam atom potansiyeli ve çoklu elektron korelasyonları gibi faktörleri de içeren daha kapsamlı teorik çerçevelerin geliştirilmesi gerektiğini vurguladı.
