Αποδείχθηκε ότι τα φερμιόνια δεν ταξιδεύουν μαζί

Πηγή: PhysOrg, 10 Μαρτίου 2007

Τα φερμιόνια δεν μπορούν να "ταξιδέψουν" κοντά, γιατί το ένα αποφεύγει το άλλο. Αυτό απέδειξε μια γαλλική ομάδα στο Institut d'optique (CNRS), και δημοσιεύεται στο Nature. Η εργασία αυτή αποτελεί μια σημαντική πρόοδο στην κατανόηση των φαινομένων στην κβαντική κλίμακα.

Για πολλά χρόνια, η θεωρία της κβαντομηχανικής συμφωνούσε ότι ορισμένα σωματίδια, τα φερμιόνια, ήταν ανίκανα να πλησιάσουν κοντά. Παραδείγματος χάριν, σε ένα πίδακα με ίδια σωματίδια, η θεωρία υπέθετε ότι η απόσταση μεταξύ τους ήταν πάντα μεγαλύτερη από μια δεδομένη τιμή, που λέγεται "μήκος συσχετισμού".

Επιστήμονες του Γαλλικού Ινστιτούτου μαζί με μια ομάδα από το ελεύθερο πανεπιστήμιο στο Άμστερνταμ, πρόσφατα έχουν δείξει ότι αυτή η ιδιότητα της "αντι-συσσώρευσης", που δεν ήταν ποτέ δυνατό να καταδειχθεί έως τώρα, πράγματι υπάρχει. Είναι σαν τα σωματίδια να απωθούνται, ακόμα κι αν οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους είναι αμελητέες. Στην πραγματικότητα, αυτή η "αντι-συσσώρευση" οφείλεται στις κβαντικές παρεμβάσεις, που απαγορεύουν την πιθανότητα να βρεθούν πολύ κοντά δύο σωματίδια.

Για να φθάσουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι επιστήμονες σύγκριναν τη συμπεριφορά των φερμιονίων με των μποζονίων, υπό τους ίδιους όρους. Στα μποζόνια οι ίδιες παρεμβάσεις οδήγησαν αντίθετα σε μια "συσσώρευση" τους, και παρουσιάστηκε μια μεγαλύτερη πιθανότητα να βρεθούν δύο σωματίδια στην ίδια θέση.

Τα πειράματα αυτά εκτελέσθηκαν χρησιμοποιώντας το ίδιο σύστημα (που εξασφάλισε ίδιες συνθήκες) σε δύο ισότοπα ηλίου.

Σε αυτήν την κατάσταση, οι επιστήμονες έδειξαν ότι το μήκος συσχετισμού των φερμιονίων ήταν κοντά στο ένα χιλιοστό. Βέβαια το αποτέλεσμα μπορεί να το περίμεναν, αλλά τώρα αποδείχθηκε.  Και φυσικά είναι μια πρόοδος ότι μπορούμε να ανιχνεύουμε τους συσχετισμούς μεταξύ των ατόμων, και να κατανοούμε τη συμπεριφορά της ύλης στην κβαντική κλίμακα.