In un articolo pubblicato oggi (giovedì, 24 agosto) sulla rivista dell'American Physical Society Lettere di revisione fisica , i ricercatori hanno riferito di aver osservato cambiamenti di fase istantanei inaspettati durante la diffusione atomica.

Lanciando un raggio di protoni sugli atomi, gli investigatori possono osservare le dinamiche risultanti dalle interazioni tra le varie particelle nel sistema. Nell'articolo di giornale, i ricercatori descrivono come quando una molecola di idrogeno e un protone si sono scontrati, hanno osservato caratteristiche inaspettate legate alla natura ondulatoria delle particelle. Il lavoro si basa sulla continua esplorazione del "problema dei pochi corpi" in fisica, che emerge con tre o più particelle interagenti.

"Quando abbiamo studiato i modelli di interferenza a due centri che si verificano nelle probabilità di reazione per le collisioni protone-idrogeno, abbiamo identificato che c'erano cambiamenti imprevisti nelle fluttuazioni di interferenza, " dice il dottor Michael Schulz, Illustre professore di fisica dei curatori presso la Missouri University of Science and Technology e uno dei principali ricercatori nell'articolo della rivista. "Ciò significa che, a parte la simmetria elettronica nella molecola di idrogeno che può spiegare un tale sfasamento in altri sistemi, sembrano esserci altre cause che possono portare a uno sfasamento del termine di interferenza".

Le particelle atomiche possono agire come onde in determinate situazioni, simili alle onde di un oceano. Quando le onde si sovrappongono, possono risultare effetti di interferenza e portare a grandi cambiamenti nelle probabilità di reazione. L'inaspettato sfasamento osservato nella struttura di interferenza significa che c'è ancora una mancanza di comprensione della dinamica di collisione a livello atomico, anche per sistemi relativamente semplici contenenti solo tre o quattro particelle.

"Per un sistema relativamente semplice come un protone che collide con un atomo o una molecola, per i quali si pensava che i modelli esistenti fornissero una descrizione adeguata, continuiamo a scoprire discrepanze molto sorprendenti tra teoria ed esperimento, "dice Schulz, che è anche il direttore del Missouri S&T's Laboratory for Atomic, Ricerca molecolare e ottica.

Questa è la prima volta che sono state misurate sezioni d'urto completamente differenziali per la cattura quando accompagnate da frammentazione vibrazionale della molecola di idrogeno, dice Schulz. Queste sezioni d'urto hanno rivelato che gli sfasamenti nelle ampiezze di diffusione atomica non sono così ben compresi come si pensava una volta.

"Sono assolutamente necessarie ulteriori ricerche, in modo che possiamo continuare a studiare la dinamica dei pochi corpi nei sistemi di collisione atomica, "dice Schulz.