I en artikel publicerad idag (torsdag, 24 augusti) i tidskriften American Physical Society Fysiska granskningsbrev , forskare rapporterade att de observerade oväntade momentana fasförskjutningar under atomär spridning.
Genom att avfyra en protonstråle mot atomer, utredare kan observera dynamiken som följer av interaktionerna mellan de olika partiklarna i systemet. I tidskriftsartikeln, forskarna beskriver hur när en vätemolekyl och en proton kolliderade, de observerade oväntade egenskaper relaterade till partiklarnas vågkaraktär. Arbetet bygger på det pågående utforskandet av "fåkroppsproblemet" i fysik, som dyker upp med tre eller flera interagerande partiklar.
"När vi studerade tvåcenters interferensmönster som förekommer i reaktionssannolikheterna för proton-vätekollisioner, vi identifierade att det skedde oväntade förändringar i störningsfluktuationerna, " säger Dr Michael Schulz, Curators Distinguished Professor of Physics vid Missouri University of Science and Technology och en av de främsta utredarna i tidskriftsartikeln. "Det betyder att, bortsett från den elektroniska symmetrin i vätemolekylen som kan förklara ett sådant fasskifte i andra system, det verkar finnas andra orsaker som kan leda till en fasförskjutning i interferenstermen."
Atompartiklar kan fungera som vågor i vissa situationer, liknar havets vågor. När vågor överlappar varandra, interferenseffekter kan resultera och leda till stora förändringar i reaktionssannolikheterna. Det oväntade fasskiftet som observerats i interferensstrukturen innebär att det fortfarande saknas förståelse för kollisionsdynamiken på atomnivå, även för relativt enkla system som endast innehåller tre eller fyra partiklar.
"För ett relativt enkelt system som en proton som kolliderar med en atom eller en molekyl, för vilka befintliga modeller ansågs ge en adekvat beskrivning, vi fortsätter att avslöja mycket överraskande skillnader mellan teori och experiment, säger Schulz, som också är chef för Missouri S&T:s Laboratory for Atomic, Molekylär och optisk forskning.
Detta är första gången som helt differentiella tvärsnitt för fångst har uppmätts när de åtföljs av vibrationsfragmentering av vätemolekylen, Säger Schulz. Dessa tvärsnitt har avslöjat att fasförskjutningar i atomspridningsamplituder inte är så väl förstådda som en gång trodde.
"Ytterligare forskning behövs definitivt, så att vi kan fortsätta undersöka dynamiken med få kroppar i atomkollisionssystem, säger Schulz.
