Mới đây, các nhà vật lý đã thành công tạo ra chùm xoáy nguyên tử đầu tiên - có thể gọi là một "cơn lốc xoáy" bao gồm các nguyên tử và phân tử với những đặc tính bí ẩn vẫn chưa được hiểu rõ.
Bằng cách phóng một chùm hạt nguyên tử heli thẳng qua một cách tử với các khe hở nhỏ, chiều ngang chỉ đạt 600 nanomet, các nhà khoa học đã ứng dụng thành công quy tắc kỳ lạ của cơ học lượng tử, hay còn gọi là hiện tượng nhiễu xạ, để biến từ chùm tia thành một chùm xoáy.
Ảnh minh họa về cơn lốc xoáy nguyên tử.
Theo đó, chuyển động quay của chùm tia - được gọi là mômen động lượng quỹ đạo, cho phép nó hoạt động theo những cách khác lạ mà các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể dự đoán.
Họ tin rằng chuyển động quay của các nguyên tử có thể tạo thêm kích thước từ tính cho chùm tia, cùng với các hiệu ứng không thể đoán trước.
Nguyên nhân là do các electron và hạt nhân bên trong các nguyên tử xoáy di chuyển theo hình xoắn ốc ở các tốc độ khác nhau.
Đồng tác giả nghiên cứu Yair Segev, đồng thời là nhà vật lý học tại Đại học California, Berkeley cho rằng phát hiện mới này mở ra khả năng làm thay đổi mômen từ của nguyên tử, hoặc từ tính nội tại của một hạt khiến nó hoạt động giống như một thanh nam châm thu nhỏ.
"Thông thường, các electron mang điện tích âm quay quanh hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương", Segev lý giải.
"Tuy nhiên khi các nguyên tử di chuyển, các điện tử bên trong vòng xoáy sẽ quay với tốc độ nhanh hơn các hạt nhân, tạo ra các dòng điện đối lập".
Theo Segev, chùm tia có thể cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin hơn về một số mặt phẳng bằng cách thay đổi hình chiếu của chùm nguyên tử lên chúng.