Merilend Universiteti alimləri hidrogen molekulunun (H2) nüvə spinini quru buz vasitəsilə uğurla idarə ediblər. Əvvəllər materialların kvant vəziyyətini idarə etmək üçün mütləq sıfıra yaxın ifrat aşağı temperaturlar tələb olunurdu. Lakin yeni tədqiqat göstərir ki, bu prosesi standart atmosfer təzyiqində və nisbətən yüksək temperaturda – mənfi 75 dərəcə Selsidə həyata keçirmək mümkündür. Bu kəşf laboratoriyadan kənarda kvant texnologiyalarının tətbiqi üçün geniş imkanlar yaradır.
Bu texnologiya necə işləyir?
Molekulyar hidrogen təbiətdə iki vəziyyətdə mövcuddur: para-H2 və orto-H2. Normal şərtlərdə orto-H2 soyuduqca özünün aşağı enerjili para-H2 vəziyyətinə keçməyə meyllidir. Lakin fiziklər aşkar ediblər ki, molekulu quru buzda dondurmaq bu keçidin qarşısını alır. Quru buzun həndəsi quruluşu hidrogen molekullarına müəyyən məhdudiyyətlər qoyaraq onların enerji vəziyyətini qoruyub saxlayır.
Tədqiqatda iştirak edən aspirant-fizik Neytan MakLeyn bildirib:
"Əsas kəşf ondan ibarətdir ki, H2 molekulunu hansı buza yerləşdirməyimizdən asılı olaraq, onun kvant dinamikası tamamilə ətraf mühitdən asılı olur."Maraqlıdır ki, quru buzun kristal qəfəsinə azot dioksid əlavə edildikdə bu məhdudiyyətlər zəifləyir və molekullar yenidən aşağı enerjili vəziyyətə keçə bilir.
Nə üçün bu vacibdir?
İndiyə qədər alimlər atomların nüvə spinlərini idarə etmək üçün güclü maqnit sahələrindən və kimyəvi katalizatorlardan istifadə edirdilər. Quru buz metodu isə daha stabil kvant yaddaşı formaları yaratmağa kömək edə bilər. Bundan əlavə, "NASA" kimi kosmik agentliklər kometalardan ayrılan suyun orto və para nisbətlərini ölçərək onların formalaşma temperaturlarını müəyyənləşdirə biləcəklər.
Tədqiqatın digər mühüm tətbiq sahəsi hidrogen yanacağı ilə bağlıdır. Hidrogen orto vəziyyətindən para vəziyyətinə keçərkən istilik ayırır və təhlükəsizlik üçün bu proses diqqətlə idarə olunmalıdır. Yeni metod hidrogenin daha stabil və səmərəli saxlanmasına şərait yaradacaq. Qeyd edək ki, bu elmi iş "Physical Review Letters" jurnalında dərc edilib.
