อนุภาคที่ถูกบังคับให้ประกอบเป็นริบบิ้นทรงกลมนักวิทยาศาสตร์ไม่ต้องการลูกบอลคริสตัลเพื่อทำนายว่าผลึกแข็งเติบโตบนระนาบเรียบได้อย่างไร แต่อาจมีประโยชน์สำหรับพื้นผิวโค้ง
นักวิทยาศาสตร์สามารถดักจับอนุภาคในน้ำขนาดเล็กได้เป็นครั้งแรกในสภาพแวดล้อมที่โค้งมน นักวิจัยพบว่าผลึกที่อยู่ในกรงสร้างริบบิ้นโค้งภายในทรงกลมแทนที่จะเป็นกระจุกขนาดเล็กที่เห็นบนพื้นผิวเรียบ ผล การ วิจัย ปรากฏใน 7 กุมภาพันธ์วิทยาศาสตร์
Curves นำเสนอความท้าทายเฉพาะสำหรับการสร้างผลึก
ซึ่งเป็นของแข็งที่มีโมเลกุล อะตอม หรือหน่วยย่อยอื่นๆ ที่ประกอบขึ้นในรูปแบบสมมาตรตามลำดับ วิโนธาน มโนหะราน วิศวกรเคมีแห่งฮาร์วาร์ด อธิบายว่าคริสตัลที่กำลังเติบโตรอบๆ ทรงกลม “ก็เหมือนกับการพยายามห่อของขวัญให้บาสเก็ตบอล”
นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าการสัมผัสกับส่วนโค้งทำให้ผลึกเกิดข้อบกพร่องหรือแตกลาย แต่นักวิจัยไม่พบวิธีที่จะจับตาคริสตัลที่กำลังเติบโตขณะที่มันเคลื่อนตัวไปตามทางโค้ง
มโนหะรานและเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นเทคนิคโดยใช้หยดน้ำขนาดเล็กที่แขวนอยู่ในน้ำมันและบรรจุอนุภาคโพลีเมอร์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 นาโนเมตรและ 1 ไมโครเมตร นักวิจัยได้ตรวจสอบอนุภาคที่ปิดล้อมซึ่งดึงดูดกันโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ขณะที่เริ่มก่อตัวเป็นผลึก อนุภาคเหล่านี้ก่อตัวเป็นริบบิ้นผลึกบาง ๆ ที่แตกกิ่งก้านตามด้านในของหยด
บนพื้นผิวเรียบ แรงดึงดูดของอนุภาคซึ่งกันและกันจะทำให้ผลึกก่อตัวเป็นกอแน่น “พฤติกรรมบนพื้นผิวโค้งแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง” นักชีวฟิสิกส์ Gerhard Gompper จาก Forschungszentrum Jülich ในเยอรมนีกล่าว
ในกรณีนี้ มโนหะรานและเพื่อนร่วมงานสังเกตว่ารูปร่างของคริสตัลถูกกำหนดโดยความโค้งของหยดและการไม่ชอบคริสตัลต่อรูปทรงโค้งรับแรงกด อนุภาคแต่ละส่วนอาจไม่ได้รับผลกระทบจากเส้นโค้ง เหมือนกับที่บุคคลไม่รู้สึกถึงความโค้งของโลก แต่เมื่อคริสตัลมีขนาดใหญ่ขึ้น ทีมงานก็เฝ้าดูโครงสร้างทั้งหมดรู้สึกตึงและขยายเป็นแถบเพื่อหลีกเลี่ยงการยืดและทำให้เกิดข้อบกพร่อง
นักฟิสิกส์ William Irvine แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “เป็นผลงานที่ดี “คุณสามารถชมคริสตัลนี้เติบโตได้จริงๆ” เขากล่าวว่าข้อสังเกตเหล่านี้สามารถเพิ่มเติมความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างโค้งที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย รวมถึงการเคลือบบนอนุภาคนาโนและเปลือกนอกของไวรัส
ชโรดิงเงอร์เชื่อว่าอิเล็กตรอนในอะตอมเป็นเพียงคลื่น
วงโคจรของอิเล็กตรอนประกอบด้วยความยาวคลื่นจำนวนหนึ่ง แต่ก่อนชโรดิงเงอร์ ไฮเซนเบิร์กได้ใช้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่เทียบเท่ากันของอิเล็กตรอนในอะตอม ซึ่งอิเล็กตรอนนั้นเป็นอนุภาคอย่างชัดเจน และแม้จะมีการทดลองใหม่ที่แสดงคุณสมบัติของคลื่นสำหรับอิเล็กตรอน แต่หลักฐานเก่า ๆ ทั้งหมดที่แสดงว่าอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคก็ยังคงมีอยู่ เช่นเดียวกับแสง ซึ่งยังคงเป็นคลื่นเมื่อคุณต้องการให้เป็น แม้ว่าบางครั้งจะปรากฏเป็นอนุภาคก็ตาม
เมื่อต้องเผชิญกับปัญหาเหล่านี้ Bohr ได้พัฒนาหลักการเสริมกันของเขาในปี 1927 เขายืนยันว่ามุมมองธรรมชาติที่ไม่เกิดร่วมกันบางอย่างอาจเป็นจริงได้ทั้งคู่ เพียงแต่ไม่ใช่ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างสำคัญของเขาคือความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น ในการทดลองใดๆ แสง (หรืออิเล็กตรอน) อาจเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งได้ แต่จะไม่เป็นทั้งสองอย่าง
บอร์แสดงประเด็นของเขาด้วยการทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงซึ่งคล้ายคลึงกับการสาธิตลักษณะคลื่นของแสงแบบ double-slit ของ Young ด้วยช่องว่างเพียงช่องเดียวในสิ่งกีดขวาง อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมเหมือนอนุภาค โดยชนกับพื้นผิวของเครื่องตรวจจับในแต่ละจุด โดยไม่มีแถบความสว่างหรือความมืดที่บ่งบอกถึงการรบกวน แต่ด้วยกรีดที่สอง อิเล็กตรอนจะเข้าไปยุ่ง ทำให้เกิดแถบรบกวน เรียบง่าย.
แต่นี่คือการจับควอนตัม แม้ว่าคุณจะส่งอิเล็กตรอนทีละตัวผ่านสิ่งกีดขวางทีละครั้ง การมีอยู่ของร่องที่สองรับประกันว่าจะมีรูปแบบการรบกวน แม้ว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวสามารถผ่านรอยแยกได้เพียงช่องเดียว (อย่างไรก็ตาม มันเป็นเพียงการทดลองทางความคิดในสมัยของ Bohr แต่การทดลองจริงภายหลังยืนยันว่า Bohr พูดถูก)
คำอธิบายของบอร์อาศัยความจริงที่ว่าแม้ว่าอิเล็กตรอนจะผ่านช่องเดียว แต่การปรากฏตัวของช่องที่สองหมายความว่าคุณ (ผู้สังเกตการณ์การทดลอง) ไม่ทราบว่าอิเล็กตรอนผ่านช่องใด ถ้าคุณรู้ คุณจะต้องแน่ใจว่ามันเป็นอนุภาค และรูปแบบการรบกวนจะไม่เกิดขึ้นจริง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือคุณไม่สามารถรู้ได้ว่าอิเล็กตรอนไปทางไหน (ทำให้เป็นอนุภาค) และยังสังเกตการรบกวน (ทำให้เป็นคลื่น)
นั่นคือสิ่งที่ท้าทายในการทดลองในปี 2012 ในการทดลองที่ซับซ้อน (โดยใช้โฟตอนแทนอิเล็กตรอน) ซึ่งดูเหมือนว่าคุณจะสามารถตรวจจับสัญญาณรบกวนและรับข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางของโฟตอนได้ แต่รายงานฉบับใหม่โดย Eliot Bolduc แห่งมหาวิทยาลัย Ottawa ในแคนาดา ร่วมกับ Robert Boyd จาก Ottawa และ University of Rochester ในนิวยอร์ก และผู้ทำงานร่วมกันคนอื่นๆ ได้วิเคราะห์ความท้าทายอีกครั้งและพบข้อบกพร่อง
