Në vitin 2024, komuniteti shkencor përjetoi një zhvillim të jashtëzakonshëm: për herë të parë u arrit ngacmimi i kontrolluar i një bërthame atomike.
Të lidhura
None found
Deri në atë moment, manipulimi ishte kufizuar te elektronet që rrotullohen rreth atomeve, proces mbi të cilin mbështetet e gjithë kimia. Bërthamat atomike, në mënyrë të thjeshtuar, mund të ndaheshin, por jo të kontrolloheshin drejtpërdrejt.
Grupi i udhëhequr nga Thorsten Schumm e realizoi këtë duke përdorur një lazer të rregulluar me saktësi, i cili bombardoi bërthamat e torium-229. Ky element ishte prej kohësh në vëmendjen e studiuesve, pasi disa prej niveleve të tij të energjisë janë jashtëzakonisht pranë njëri-tjetrit. Kjo e bën të mundur që lazeri të ngacmojë protonet dhe neutronet, zakonisht të lidhura shumë fort brenda bërthamës.
Eksperimenti i suksesshëm, i zhvilluar për herë të parë në Vjenë, solli menjëherë idenë e ndërtimit të një ore atomike me saktësi dhe qëndrueshmëri më të madhe se çdo model i mëparshëm. Ndryshe nga orët atomike tradicionale, të cilat bazohen te elektronet e atomit, orët bërthamore me torium-229 nuk kanë nevojë për to për matjen e kohës.
Kjo paraqet një përparësi të rëndësishme, pasi toriumi mund të vendoset në mënyrë të qëndrueshme brenda një kristali fluoridi kalciumi përmes lidhjeve kimike. Edhe në eksperimentin e vitit 2024, atomet e toriumit ishin të përfshira në një kristal.
Orët e para atomike të ndërtuara mbi këtë parim tashmë ekzistojnë, por për momentin nuk e kanë arritur ende saktësinë e modeleve më të avancuara konvencionale. Për këtë arsye, hapi i radhës është përsosja e teknologjisë dhe kuptimi më i mirë i mënyrës se si toriumi integrohet në strukturën kristalore.
Për këtë problem punoi një ekip ndërkombëtar, ku bën pjesë edhe grupi i Schumm. Vështirësia qëndron në faktin se lazeri që aktivizon bërthamat atomike ndërvepron edhe me pjesë të tjera të kristalit. Studiuesit synojnë t’i reduktojnë këto ndikime, në mënyrë që matjet e orëve me torium të bëhen më të sakta.
Për të gjetur përbërjen më të përshtatshme, ekipi prodhoi shumë forma të ndryshme kristalesh. Schumm e krahasoi procesin me alkiminë ose gatimin në një deklaratë për Scientific American: “Rritja e një kristali është si alkimia ose gatimi. Provon diçka, pastaj provon diçka tjetër dhe vazhdon të provosh.”
Kristalet u ekspozuan për 60 sekonda ndaj lazerëve me gjatësi vale të ndryshme në spektrin ultravjollcë. Gjatë pesë minutave pasuese, studiuesit regjistruan atë që e përshkruan si një “jehonë” optike.
Reagimi ndryshonte lehtë në varësi të gjatësisë së valës. Nga të dhënat, ekipi përcaktoi katër mënyra të mundshme se si atomet e toriumit mund të vendosen në rrjetën atomike të kristalit të fluorit të kalciumit.
Shpërndarja e elektroneve dhe e atomeve përreth përcakton fushën elektrike që përjeton atomi i toriumit. Për ndërtimin e një ore, uniformiteti i kësaj fushe është vendimtar, sepse ndryshimet në të krijojnë shqetësime që ndikojnë te saktësia.
Një prej katër konfigurimeve u veçua nga të tjerat. Ai reagonte vetëm ndaj një gjatësie vale të dritës lazer, çka tregonte se fusha elektrike ishte uniforme. “Në fund të fundit, duket si një copë qelqi, por pas saj fshihen dhjetëra mijëra orë mësimi”, u shpreh Schumm.
Eric Hudson, nga Universiteti i Kalifornisë në Los Anxhelos, i cili nuk mori pjesë në studim, e cilësoi për Scientific American informacionin e publikuar si të dhëna që studiuesit i kishin pritur prej kohësh.
Schumm vë në dukje ritmin e shpejtë të zhvillimeve në këtë fushë, por nuk pranon të përcaktojë se kur orët bërthamore do të mund të tejkalojnë modelet më të mira atomike. Megjithatë, ekipi synon që deri në fund të vitit të rrisë me “të paktën tre urdhra madhësie” performancën e prototipeve të bazuara në torium-229. Aktualisht, grupi i tij po i kushton më shumë vëmendje miniaturizimit sesa arritjes së nivelit maksimal të saktësisë. / Der Standard.
