مشاهده و ثبت برهمکنش‎های کوانتومی در نانولوله‎های کربنی

در جهان کوانتوم، فوتون‎ها و الکترون‎ها بشدت در حال
جنبش و حرکتند و دچار برهمکنش‎هایی می‎شوند که تقریباً هرآنچه در دنیای
پیرامون ماست را کنترل می‎کنند.

در شماره ژوئن مجله Science ، دانشمندان امریکایی و فرانسوی شیوه جدیدی را
در فناوری نانو توصیف کردند که امکان بررسی و مشاهده برهمکنشهای کوانتومی
یک نانولوله کربنی را فراهم می‎کند.

جفت حفره- الکترون در نانولوله‎های کربنی فقط حدود ۱۰۰ تریلیونیم ثانیه
باقی می‎مانند. Weisman از اعضای این گروه تحقیقاتی می‎گوید: ” آنها تنها
لحظه‎ بسیار کوتاهی که نانولوله یک فوتون نور فلورسانس را نشر می‎دهد وجود
دارند، اما در همین عمر کوتاهشان می‎توانند به اطراف حرکت کنند.”

برای مطالعه تحرک Excitonها بر روی نانولوله‎ها، Cognet و همکارانش
آزمایشاتی را در آزمایشگاه Weisman در Rice انجام دادند.

آنها از یک میکروسکوپ فلوئورسانس برای مشاهدۀ بخشهای بسیار کوچک نانولوله‎های
منفرد با طولی کمتر از یک میکرون استفاده کردند. نانولوله‎ها بدون هیچ
تحرکی در یک ژل مایع نرم نگه داشته شده بودند. با تاباندن نور بر آنها ضمن
وارد کردن اسیدها و سایر مواد شیمیایی به داخل ژل، آنها توانستند واکنشهایی
را که هرExcitonعبوری را خاموش کرده یا از بین می برند مشاهده کنند.

برای انجام این کار از یک دوربین مادون قرمز استفاده کردند تا بتوانند
فلوئورسانس ساطع شده از نانولوله را که در حدود ۲۰ بار در هر ثانیه بود ثبت
کنند. آنها سپس این رکوردها را که نشان‎دهنده مراحل مشخصه از بین رفتن
Exciton توسط یک مولکول منفرد است را جمع‎آوری کردند.