Az optikai csipesznek nevezett eszköz fókuszált lézert használ a tárgyak megfogására és mozgatására. A berendezést számos tudományos feladatra alkalmazzák a nanorészecskék kutatásától kezdve a sejtszintű módosításokig.
A kvantumfizikában alagúthatásnak hívják azt a folyamatot, amikor egy részecske áthalad egy olyan akadályon, amelyen normális esetben nem tudna áthaladni. Az alagúteffektus magyarázza, hogy miért tudjuk felgyújtani a lámpát szobánkban: a fémes vezető felülete oxidálódik, ami szigetelőréteget hoz létre a kapcsolóban, amit az elektronok átugornak. De ezen a hatáson alapul az is, hogy a csillagok és közötte Napunk is évmilliárdokig ontják magukból a fényt és a hőenergiát. Sőt, egyes kvantumbiológusok szerint az alagúthatás a felelős azért, hogy a spontán DNS mutációk egy része is eltorzul, melynek egyik következménye lehet az élőlényeknél kialakuló rákbetegség.
Az alagút-effektus leírására egyelőre nincs elfogadható, a kísérletekkel összeegyeztethető klasszikus fizikai módszer. Értelmezéséhez feltételezni kell az anyag kettős természetét (vagyis azt, hogy a fény és az anyag mutat mind hullám-, mind részecsketulajdonságokat), ugyanis a részecskék hullámfüggvény-formalizmusában az alagút-effektus leírható.
Az izraeli kutatók most három optikai csipeszt használtak, hogy felállítsák a kvantumalagutat, majd ultrahideg fermionikus (abszolút nulla hőmérsékletre lehűtött atomokat) atomokat helyeztek beléjük. A három csipesz csapdaként szolgált úgy, hogy a közöttük lévő távolság változtatásával tudták szabályozni az atomok alagútépítési sebességét. Azt találták, hogy az atomok egyenletesen áramlottak a két külső csapda között, miközben nagyon alacsony mennyiség maradt a központi csapdában.
A Science Advancesben publikált tanulmányból kiderül, hogy az új berendezéssel a kutatók hatékonyabban tanulmányozhatják az alagúthatást kvantumszinten. Segítségével elvileg minden olyan területen érhetnek el áttörést, ahol az effektus fellép. Ilyen például a VLSI csipeknél az áramszivárgás forrása, a mikroelektronikában a legkisebb áramkörök hőjelenségei (melyek korlátot szabnak a miniatürizálásnak). De ilyen a fentebb említett csillagfúzió, a sejtlégzés és a DNS spontán mutációjának jobb megértése is.
Forrás: Interesting Engineering
A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock
