حرکت اتمها و مولکولها با پرتوهای کوانتومی
ویژگیهای موجمانند مواد کوانتومی میتواند منجر به تکنولوژیهای کوچکشدهی «StarTrek» شوند. نوع جدیدی از پرتوهای حملکننده میتواند پرتویی از ذرات باشد که اتمها و مولکولها را حرکت میدهد. این موضوع را گروهی از فیزیکدانان طی مقالهای در مجلهی Physical Review Letters پیشنهاد دادهاند. دانشمندان در گذشته با استفاده از امواج نوری و امواج صوتی، پرتوهای حملکنندهای ساخته بودند که میتوانست ذرات کوچک را چند میلیمتر و یا چند سانتیمتر حرکت دهد. «دیوید گریر» فیزیکدان دانشگاه نیویورک و همکار در این مقاله میگوید: «ایدهی انجام این کار با موجهایی از ماده واقعاً هیجانآور است.»
امواج نوری و صوتی تحت شرایط کاملاً کنترل شده میتوانند ذرات ریز را حرکت دهند. برای انواع خاصی از پرتوها، بر اساس «قانون بقای مومنتوم» امواج میتوانند در برخورد با ذرهای پراکنده شوند، ذره را به عقب در جهت منبع پرتو بکِشند. نویسندهی همکار این مقاله، «آندری نوویتسکی» فیزیکدان دانشگاه فنی دانمارک میگوید: «ما از روش کاملاً مشابهی استفاده کردهایم؛ ولی به جای نور و صوت از چیز گریزانتری به نام «امواج مواد» استفاده کردهایم.» در مکانیک کوانتوم ذرات مانند موج رفتار میکنند و گسترش مییابند؛ بنابراین آنها موقعیت مشخصی ندارند. موجهای کوانتومی احتمال اینکه ذرهای در مکانی مشخص وجود داشته باشد را در صورت اندازهگیری مکان ذره، نشان میدهد. نوویتسکی و همکارانش محاسباتی تئوری انجام دادند تا نشان دهند که اینچنین موجهایی از مواد میتوانند تأثیری کششی مانند امواج نوری و صوتی داشته باشند.
به گفتهی نوویتسکی، پرتوهای حملکننده با استفاده از امواج مواد میتوانند با استفاده از پرتوهای الکترونی ساخته شوند. این پرتوها میتوانند راهی جدید برای دستکاری مواد در ابعاد کوچک ارائه دهند. دانشمندان ممکن است از این پرتوهای حملکننده برای جداسازی مخلوطهای حاوی اتمها و یونها استفاده کنند. «فیلیپ مارستون» از دانشگاه ایالتی واشنگتن در پولمان میگوید: «این ایده کاملاً امکانپذیر است. اگرچه نتایج هنوز در حد تئوری است، ولی من فکر میکنم در نهایت میتوانیم راهی برای نشان دادن آن در آزمایشگاه پیدا کنیم.»
