Un team internazionale di ricercatori ha dimostrato un nuovo modo per ottenere una comprensione dettagliata di cosa succede quando due atomi si incontrano. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive i loro esperimenti, che implicava osservare da vicino come due atomi entravano in contatto l'uno con l'altro.

L'idea di guardare due atomi che si scontrano potrebbe mettere a disagio alcune persone, mentre immaginano una bomba nucleare che esplode, ma non tutte queste collisioni sono così drammatiche. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno misurato l'interazione magnetica che si è verificata quando due atomi sono stati portati molto lentamente in contatto l'uno con l'altro.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che gli atomi hanno le cosiddette funzioni d'onda, che sono definiti dalle orbite probabilistiche dei loro elettroni. Ricerche precedenti hanno anche dimostrato che quando due atomi si avvicinano, quando le loro forme d'onda si sovrappongono, sorge una forza chiamata "interazione di scambio" e cresce man mano che i due si avvicinano. L'interazione di scambio avviene sempre, come quando si premono due dita, o in esperimenti di chimica. Ma fino ad ora, nessuno aveva misurato con precisione la sua forza man mano che due atomi si avvicinavano. In questo nuovo esperimento, i ricercatori hanno effettuato una tale misurazione nel loro laboratorio.

Il team ha posizionato un singolo atomo di titanio sopra uno strato di ossido di magnesio, che fungeva da isolante. Successivamente hanno posizionato un singolo atomo di ferro sulla punta della sonda di un microscopio a scansione a effetto tunnel. Quindi, spostarono lentamente il singolo atomo di ferro verso il singolo atomo di titanio. Mentre lo facevano, hanno misurato l'effetto magnetico sui due atomi tramite due metodi. La prima era la risonanza di spin dell'elettrone, una tecnica che forniva misurazioni molto dettagliate delle interazioni più deboli. Il secondo riguardava l'uso della spettroscopia a tunnel di elettroni anelastica, che dava risultati migliori quando si misuravano le interazioni più forti. L'utilizzo di due metodi di misurazione ha dato ai ricercatori una maggiore fiducia nei loro risultati quando sono stati abbinati. La procedura ha permesso ai ricercatori di raggiungere un nuovo livello di precisione nella misurazione delle interazioni di scambio. Ha anche dimostrato una possibile tecnica per sintonizzare il campo magnetico di un atomo in un modo che potrebbe essere pratico nei dispositivi di archiviazione dati del futuro.

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