Pierwszy mikroskop do obserwacji fermionów

Badacze z Massachusetts Institute of Technology (MIT) podali, że udało im się skonstruować mikroskop zdolny do obserwacji fermionów, czyli cząstek elementarnych posiadających niecałkowity spin, do których należą np. elektrony. Innowacyjna laserowa technika „zagania” je w pole widzenia i „zamraża” je w miejscu, dzięki czemu można je obserwować.

Materia według jednej z klasyfikacji składa się bozonów i fermionów. Te pierwsze są łatwiejsze do obserwacji, gdyż potrafią przyjmować określone stany kwantowe zgromadzone w sporych liczbach. Doprowadzenie do tego samego u fermionów jest znacznie trudniejsze. Mikroskopy do obserwacji bozonów powstawały w ostatnich latach m. in. na Uniwersytecie Harwadzkim lub w niemieckim Instytucie Plancka.

Aby dokonać tego samego na fermionach potrzebne jest ekstremalne schłodzenie cząstek. Naukowcy z MIT skonstruowali w tym celu optyczną siatkę z promieni lasera. Powstały w niej „studzienki” świetlne w które łapane były pojedyncze fermiony. Cząstki były nastepnie etapami chłodzone do temperatury niewiele wyższej od zera absolutnego. Schodzenie do niskiego poziomu energetycznego oznaczało emisję fotonu światła, którego rejestracja pozwala aparaturze na dokładną lokalizację fermionu.