Шинжлэх ухааны түүхийг өөрчлөх нээлт! Электронууд хэрхэн 'хамгаалалтын хана' зөрчиж байгааг илчиллээ!
Та хэзээ нэгэн цагт ханан дээгүүр нүүж чадна гэж бодож байсан уу? Тэгвэл энэ гэрэл зургийн үлгэр жишээг авчирч буй нь цахилгаан соронзон орны гүн гүнзгий нууцыг илчилсэн шинжлэх ухааны шинэ нээлт юм.
Саяхан Парк Техник Их Сургуулийн физикийн профессор Дончон Ким болон түүний судалгааны баг 'электрон туулалт' процесстой холбоотой нууцыг анх удаа тайлсан байна. Энэ процесс нь квант механикийн үндсэн ойлголт бөгөөд 100 гаруй жилийн туршид тайлагдаагүй байсан. Тэдний судалгаа нь олон улсын 'Physical Review Letters' сэтгүүлд нийтлэгджээ.
'Квант туулалт' гэдэг нь электронууд энергийн ханаар дамжих боломжтой явдал юм. Хамтдаа зугтах талбайн дундуур 'туннель' ухаж байгаа мэт, цахилгаан соронзон орон нь ханан дүүжих боломжийг олгодог. Энэ процесс нь гар утас, компьютерын үндсэн бүрэлдэхүүн болох хагас дамжуулагчийн үйл ажиллагаанд чухал үүрэгтэй.
Гэсэн хэдий ч, цахилгаан ханаар гүйх явцад электронууд хэрхэн өөрчлөгддөг гэдэг нь одоог хүртэл тодорхойгүй байсан. Профессор Ким болон Германы Гейдельбергийн Макс Плэнк Институтийн профессор С. Х. Кеителийн баг хамтран электрон туулалтыг идэвхжүүлэхийн тулд хүчтэй лазерын импульс ашиглан туршилт хийжээ.
Гайхалтай нээлт хийхэд, электронууд ханаар дамжиж явсан ч атомын цөмтэй дахин мөргөлдөж байгааг тодорхойлов. Энэ процессийг 'досгийн доор дахин мөргөлдөх' (UBR) гэж нэрлэсэн. Одоог хүртэл электронууд туннелийн гарцад гарсныхаа дараа гэх мэт атомын цөмтэй харилцаж чадна гэж бодож байсан бөгөөд энэхүү судалгаа анх удаа туннелийн дотор ийм харилцан үйлдэл болдог гэдгийг баталгаажуулсан байна.
Гайхамшигтай нь, электронууд хана дотор энерги авч, дахин атомын цөмтэй мөргөлдөхдөө 'Фриман резонанс' гэж нэрлэгддэг процессийг дэмждэг. Энэ ионжуулалт нь өмнө нь мэдэгдэж байсан ионжуулалтын явцад илүү их байсан бөгөөд лазерын хүчний өөрчлөлтөд бага нөлөөлдөг. Энэ нь одоо байгаа онолуудын хувьд урьдчилан таамаглаж чадаагүй шинэ нээлт юм.
Энэхүү судалгаа нь туннелийн явцад электронуудын динамикийг тайлбарласан анхны судалгаа бөгөөд хагас дамжуулагч, квант компьютер, хурдан лазерууд зэрэг өндөр технологийн салбарт электронуудын үйл явцыг илүү нарийн удирдахад чухал үндэс болно.
Профессор Ким Дончон хэлэхдээ, “Энэхүү судалгаагаар бид электронууд атомын ханаар дамжих үед хэрхэн үйл ажиллагаа явуулж байгааг ойлгож авлаа” гэжээ. Тэрээр, “Одоо бид туннелийг илүү гүнзгий ойлгож, хүссэнээр удирдаж чадна” гэж нэмж хэлэв.
Энэхүү судалгаа нь БНСУ-ын Үндэсний судалгааны сан болон БНСУ-ын Технологийн дэвшилт төсөлтэй хамтран дэмжигдэж байсан юм.
