طور فيزيائيون من جامعة يورك، مع باحثين من جامعة جنوى وجامعة بيرمنغهام تقنية جديدة لدراسة الاهتزازات الذرية للجسيمات الصغيرة، ما يكشف عن صورة أكثر دقة لبنية العناقيد الذرية، حيث تهتز الذرات السطحية بشكلٍ أقوى من الذرات الداخلية.
باستخدام تقنية حاسوبية جديدة تستند إلى مبدأ عمل آلات القمار، تمكن العلماء من استخدام مجموعة من جسابات ميكانيك الكم ودراسة تحريك الجزيئات لمحاكاة الدراسة المجهرية الألكترونية لجسيمات الذهب. من خلال نمذجة الاهتزاز الذري للذرات المنفردة في مثل هذه العناقيد، يُمكن ملاحظة ان الذرات على السطح الخارجي للبنية الذرية تهتز بشكل يفوق اهتزاز الذرات الداخلية.

حالياً تسمح الدراسة المجهرية الألكترونية للعلماء بحساب الموقع الوسطي للذرات فقط وذلك في البنية ثلاثية الأبعاد. تعني هذه التقنية الجديدة أنه وللمرة الأولى على الإطلاق، يُمكن أخذ الاختلافات الموجودة بين حركة الذرات المفردة بعين الاعتبار، ما يُمكن من الحصول على قياسات أكثر دقة لمواقع الذرات والاهتزازات الموجودة في بُنى الجسيمات الصغيرة.
التطور الجديد يُعبّد الطريق أمام حقل جديد في الدراسة التحريكية المعتمدة على موضع واهتزاز الذرات في الجسيمات الصغيرة، ومن المرجح أيضاً أن يُفيد في مجال دراسة تحفيز الجسيمات.
يقول ريتشارد إيفيارد ، طالب أبحاث ما بعد الدكتوراة في قسم الفيزياء في "يورك"، ‘‘يُسلط عملنا الضوء على المساهمة القيمة التي يُمكن لعمليات المحاكاة الحاسوبية أن تقدمها في مجال المجهر الالكتروني، فكلما وضعنا تفاصيل أكثر في عمليات المحاكاة التي نقوم بها، كلما حصلنا على تفاصيل أكثر من التجارب‘‘.
يضيف البروفسور Jun Yuan، من قسم الفيزياء في" يورك" أيضاً، ‘‘يُمكن لعملنا في الواقع أن يشرح التناقضات العددية الموجودة في البيانات التجريبية. نعتقد أنها ستساعد أيضاً على القيام بتجارب جديدة تركز على الخواص الديناميكية للذرات ضمن البنى النانوية، ما يسمح لنا بفهم مساهمة الدراسات السابقة للبنية الحركية للعناقيد الذرية".

المصدر: هنا
حقوق الصورة: York University