اكتشف فريق من الباحثين من جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنّه بوسعهم استخدام مصفوفة من الملاقيط البصرية مكونة من جزيئات مبرّدة بالليزر لرصد تصادمات الحالة الأرضية بين الجزيئات المفردة. ووصفت المجموعة في ورقتهم المنشورة في دورية (Science) أعمالهم المتعلقة بحبس جزيئات أحادي فلوريد الكالسيوم المبرّدة بواسطة ملاقيط بصرية، وذكروا ما تبين لهم في تلك التجارب. ونشرت سفيتلانا كوتوتشيجوفا من جامعة تمبل مقالة رأي في نفس الدورية لشرح تلك التجربة بإيجاز، كما أنها استعانت بوصفها للتجربة المتعلقة بمصفوفة من الملاقيط البصرية في فهم طبيعة الجزيئات بشكل أفضل.
وعلى حد وصف كوتوتشيجوفا فقد دخلت تكنولوجيا الملاقيط البصرية حيّز التطوير في السبعينيات، وأدّت إلى اكتشافات علمية غير مسبوقة لأنها تسمح بدراسة الذرات والجزيئات على مستوى غير مسبوق من التفاصيل. وتضمنت أعمالهم الاستعانة بضوء الليزر لتوليد قوة من شأنها أن تحتجز أجساماً صغيرة في مكانها حتى تتسنى لهم دراستها. وفي ظل الأوقات المعاصرة ازدادت تلك الملاقيط البصرية في تعقيدها حتى أصبح من الممكن الآن أن نستخدمها في التلاعب بمصفوفة من الجزيئات، مما يسمح للباحثين بمراقبة نتائج تفاعل تلك الجزيئات تحت ظروف مُحكمة للغاية. وعلى حد وصف الباحثين فمن العادة أن تُبرّد تلك الجزيئات من أجل تقليل نشاطها ريثما ينتهي الباحثون من دراستها. وفي هذه التجربة الجديدة وقع اختيار الباحثين على دراسة مصفوفات مكوّنة من جزيئات أحادي فلوريد الكالسيوم المُبرّدة لأنها تتميز بمعاملات فرانك-كوردون شبه قطرية على حد وصفهم، وهذا يعني أنه من الممكن إثارة تلك الجزيئات على مستوى الإلكترون عن طريق تسليط أشعة الليزر عليها، ومن ثم تعود إلى حالتها الأصلية بعد الانبعاث.
وفي تلك التجربة صنع الباحثون مصفوفة من الملاقيط البصرية عن طريق تفريق شعاع واحد كبير إلى عدة أشعة صغيرة بحيث يمكن إعادة تهيئة كل شعاع منهم ليؤدي غرضه المطلوب في حينها. ففي الحالة الأولية تحتجز المصفوفة عدداً مجهولاً من الجزيئات، ثم يستخدم الفريق شعاعاً من الضوء لتحريض التصادمات بين الجزيئات، مما يدفع ببعضهم إلى خارج المصفوفة حتى يتبقى العدد المرغوب من الجزيئات في كل ملقاط. وفي النهاية يوضح الفريق أنّ الحالات التي تبقت فيها جزيئتان فقط هي الحالات التي تمكنوا فيها من رصد التصادمات الطبيعية فوق السحابية (أي تلك التي تحدث في ظل درجة حرارة مقاربة للصفر المطلق)، وذلك يسمح برؤية أوضح لسلوك الجزيئات.
ترجمة: حازم موسى
تدقيق لغوي: رؤى زيات
تحرير: هدير جابر
