อะตอมและโมเลกุลสร้างลำน้ำวน

คุณสมบัติคล้ายคลื่นที่ก่อนหน้านี้เห็นได้เฉพาะในลำแสงและอิเล็กตรอนได้รับการสังเกตเป็นครั้งแรกในอะตอมและโมเลกุล นักวิจัยที่นำของอิสราเอลประสบความสำเร็จในการให้ลำแสงดังกล่าวมีโมเมนตัมเชิงมุมวงโคจร (OAM) ที่ไม่เป็นศูนย์ด้วยการส่งลำแสง ของฮีเลียมและนีออนผ่านตะแกรงของนาโนสลิตที่มีรูปร่างพิเศษ โครงสร้างที่ได้นั้นเรียกว่าวอร์เท็กซ์บีม และสามารถใช้ในการศึกษาฟิสิกส์พื้นฐาน 

เช่น การตรวจสอบ

โครงสร้างภายในของโปรตอน ระบบธรรมชาติหลายแห่งประกอบด้วยกระแสน้ำวน ลองนึกถึงพายุทอร์นาโดและมหาสมุทรหมุนวนบนโลก จุดสีแดงบนดาวพฤหัสบดี และกระแสน้ำวนจากแรงโน้มถ่วงรอบๆ หลุมดำ ในทุกระดับ กระแสน้ำวนดังกล่าวมีลักษณะของการไหลเวียนของฟลักซ์รอบแกน 

ในโลกควอนตัม โครงสร้างแบบหมุนวนเหล่านี้พบได้ในกลุ่มของอนุภาคที่สามารถอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันคลื่น ซึ่งรวมถึงของเหลวยิ่งยวดและคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ หน้าคลื่นบิดเมื่อเฟสของฟังก์ชันคลื่นหรือหน้าคลื่นนี้แปรผันในลักษณะเกลียวรอบแกนขณะที่ลำแสงเคลื่อนที่ผ่านอวกาศ 

หน้าคลื่นจะอธิบายว่าถูกบิด และลำแสงจะนำพา OAM เนื่องจากอนุภาคมูลฐานมี OAM ด้วย นักวิจัยจึงประสบความสำเร็จในการสร้างลำแสงน้ำวนที่มี OAM ที่มีโฟตอนเลเซอร์และแม้แต่อิเล็กตรอนได้สำเร็จในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ลำแสงดังกล่าวได้นำไปสู่ความก้าวหน้าที่น่าประทับใจในด้านต่างๆ 

รวมถึงการถ่ายภาพด้วยแสง กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและอิเล็กตรอน การสื่อสาร และเลนส์ควอนตัม

อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ ยังไม่เคยมีการสร้างลำน้ำวนจากอนุภาคที่ไม่ใช่มูลฐานเลย เหตุผลประการหนึ่งคืออนุภาคเชิงประกอบหนักกว่าอิเล็กตรอน หมายความว่าขนาดความยาวที่ลักษณะคล้ายคลื่น

ของพวกมันเริ่มชัดเจนขึ้น ซึ่งก็คือความยาวคลื่น ของพวกมันนั้นมีขนาดเล็กกว่า นี่เป็นความท้าทายเนื่องจากในการสร้างลำแสงที่เหมือนคลื่น อนุภาคต้องถูกส่งผ่านตะแกรงการเลี้ยวเบนที่มีขนาดร่องที่สอดคล้องกับความยาวคลื่น de Broglie สำหรับอะตอมและโมเลกุล ความยาวคลื่นนี้มักจะอยู่ในลำดับ

ของนาโนเมตร 

ซึ่งเล็กเกินไปสำหรับสลิตที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคการตัดเฉือนขนาดเล็กทั่วไป การส่งกำลังด้วยช่วงเวลาที่น้อยมากอย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุดในนาโนเทคโนโลยีทำให้สามารถสร้างตะแกรงการส่งผ่านที่มีระยะห่างหรือคาบที่เล็กเพียงสิบนาโนเมตรได้ ตะแกรงระดับนาโนเหล่านี้สามารถใช้

เพื่อเบี่ยงเบนคลื่นของสสารได้ และนั่นคือสิ่งและเพื่อนร่วมงานทำในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร ทีมงานได้อธิบายถึงการสร้างลำแสงน้ำวนโดยการส่งก๊าซเหนือเสียงของอะตอมฮีเลียมผ่านตะแกรงการเลี้ยวเบนที่ทำจากผ้านาโนซึ่งมีโครงสร้างที่เรียกว่าการเคลื่อนตัวของส้อม ความคลาดเคลื่อนเหล่านี้

ที่สร้างขึ้นใหม่จะแสดงเป็นแถวของวงแหวนรูปโดนัท และเฟสของฟังก์ชันคลื่นจะหมุนรอบแกนของความคลาดเคลื่อน “โดนัท” แต่ละอันที่สังเกตได้จะสอดคล้องกับลำแสงที่มี OAM ต่างกันนักวิจัยทำการทดลองซ้ำกับอะตอมของนีออนและฮีเลียมไดเมอร์ และกล่าวว่าเทคนิคนี้สามารถนำไปใช้กับก๊าซอะตอม

และโมเลกุลอื่นๆ ได้ด้วย ความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นอย่างหนึ่งที่พวกเขาแนะนำคือการสร้างลำน้ำวนด้วยโปรตอนและใช้มันเพื่อตรวจสอบโครงสร้างภายในของอนุภาคย่อยของอะตอมนี้ ทำให้เกิดเฟสวงกลมในลำแสงที่เลี้ยวเบน และนักวิจัยยืนยันว่าเป็นกรณีนี้โดยใช้เครื่องตรวจจับที่วางไว้ด้านหลังตะแกรง

สัมผัสมหัศจรรย์ ไม่นานนัก การ์ดเนอร์พบว่าตัวเองกำลังระดมความคิดเพื่อเอาชนะอุปสรรคที่เขาเผชิญ ซอฟต์แวร์คณิตศาสตร์เป็นคำพูดที่ Sajjad จะเปลี่ยนมาใช้ในอีกหลายปีต่อมา  อันที่จริงแล้วเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ของเขา แต่การทดสอบที่แท้จริงคือวิธีจัดการกับกราฟ ไดอะแกรม และกราฟิกอื่นๆ

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 การศึกษาเกี่ยวกับการช่วยสำหรับการเข้าถึงได้ระบุว่า “เสียงสัมผัส” เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการนำเสนอข้อมูลกราฟิกแก่คนตาบอด วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับสำเนาภาพกราฟิกที่เชื่อมโยงกับระบบเสียงซึ่งได้รับการสอน (เช่น โดยเพื่อนร่วมงานที่มองเห็น) เพื่ออธิบายส่วนต่าง ๆ 

ของกราฟิก

เมื่อสัมผัสส่วนเหล่านั้น ในความมืด จักรยานที่มีลายนูนอาจให้ความรู้สึกเหมือนเป็นรอยหยักๆ แบบสุ่ม แต่จะปรากฏให้เห็นอย่างรวดเร็วด้วยคำอธิบายเสียงที่ไวต่อการสัมผัสของ “ล้อ” “คานขวาง” และ “แป้นเหยียบ” กุญแจสำคัญคือตัวนูน เครื่องพิมพ์ที่พิมพ์พื้นผิวที่นูนขึ้น ด้วยความละเอียดที่เพียงพอ 

หมึกพิมพ์นูนประเภทหนึ่งที่มีอยู่แล้วในขณะนั้นใช้หมึกโพลิเมอร์ที่มีความหนืด แต่การ์ดเนอร์พบว่าภาพที่ได้ออกมานั้นต่ำเกินไป บอบบางเกินกว่าที่นิ้วของเขาจะมองเห็นได้ เมื่อเขาทำให้นูนใช้หมึกมากขึ้น รูปทรงก็ลอกออกจากพื้นผิว ในที่สุดนักเรียนของเขาก็ได้คำตอบ: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ที่ดูเหมือนใบหน้าของเครื่องทำให้เนื้อนุ่มขนาดจิ๋ว พร้อมด้วยปิรามิดเล็กๆ เรียงกันเป็นแถว ด้วยระยะห่างเพียง 0.127 มม. ปิรามิดที่เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระเหล่านี้สามารถประทับภาพที่แตกต่างลงบนกระดาษด้วยความละเอียดที่เพียงพอสำหรับแม้แต่นิ้วที่บอบบางที่สุด แม้จะมีโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่ 

แต่ไม่มีบริษัทอักษรเบรลล์รายใดต้องการออกใบอนุญาตสิทธิบัตร ดังนั้นการ์ดเนอร์จึงก่อตั้งบริษัท เพื่อผลิตตัวพิมพ์นูนขึ้นเอง วันนี้ จำหน่ายโซลูชันทั้งหมดสำหรับนักเรียนตาบอดและนักวิชาการ: แถบนูน ทัชแพดสำหรับวางหน้านูน และซอฟต์แวร์เพื่อตีความสัญญาณและอธิบาย

ความรู้สึกของผู้ใช้ ธุรกิจมีความมั่นคงแม้ว่าจะไม่มากเท่าที่การ์ดเนอร์ต้องการ “ความหวังคือการที่นักศึกษาจะได้รับเครื่องหมายนูนจากมหาวิทยาลัยเพื่อนำกลับไปที่ห้องแล็บ” เขากล่าว “มันจะช่วยประหยัดเงินของมหาวิทยาลัย เพราะนักศึกษาสามารถทำสิ่งต่างๆ ได้เอง” สำหรับการ์ดเนอร์แล้ว อุปสรรคสำคัญสำหรับนักฟิสิกส์ตาบอดในปัจจุบันไม่ใช่เทคโนโลยี แต่เป็นอคติ 

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์