Klasik fiziğin kuralları açıktır: Efimov trimeri aslında var olmamalıdır. Ama şimdi, ilk kez, uyarılmış atomların birbirinden son derece uzak olan üçlü çiftlerle alışılmadık bağlantısı deneysel olarak gösterildi. Kuantum etkilerinin yarattığı bu durum, daha önce sadece kağıt üzerinde var olmuş ancak hiçbir zaman kanıtlanamamıştı.
Frankfurt, Almanya). 1970 gibi erken bir tarihte, Vitaly Efimov, iki parça arasındaki çekimin o kadar zayıfladığı ve bağın kırıldığı ve üç parçalı molekülün kırılmak yerine sonsuz sayıda bağlı duruma gelebildiği üç parçacıklı bir kuantum sistemi çalışmasından sonuç çıkardı. Bağlantının ortakları arasındaki mesafeler aşırı derecede artabilir. Goethe Üniversitesi Nükleer Fizik Enstitüsü’nde bu konuyla ilgili bir çalışma grubu başkanı olan Reinhard Dörner, bu imkansız fenomenle ilgili açıklamasının başında, “Böyle bir yapının neden geçerli olduğuna dair her klasik fikir burada başarısız oluyor” diyor. Günümüzde büyük bir heyecanla araştırılan “Efimov fiziği” alanı, Efimov’un garip ve felsefi öngörüsüne dayanmaktadır. Üç helyum atomundan oluşan olası bir sistem, sözde bir trimer, hızla araştırmanın odak noktası haline geldi. Bu, Efimvo’nun kuantum mekaniği etkisinin en önemli örneği olarak kabul edilir. Bununla birlikte, titanik boyutlardaki bu zayıf bağlı helyumu tespit etmeye yönelik tüm girişimler başarısız oldu.
2006’da Innsbruck Üniversitesi’ndeki bilim adamları, soğuk kuantum gazlarında Efimov sistemlerinin kanıtlarını keşfettiler. O zaman, kullandıkları atom tuzaklarındaki sezyum atomlarındaki parçacıkların etkileşimini dışarıdan kontrol etmeleri de mümkün oldu. Efimov sistemleri bu şekilde oluşturulabilirdi ancak oluşturulur oluşturulmaz nükleer tuzaklardan ve yapay çevrelerinden atılarak anında parçalandılar. Sanki hiç var olmamış gibi.
İstenen trimerlerin doğal oluşumu
Ama şimdi Dörner’in çalışma grubundan Maksim Kunitski, üç helyum atomundan kararlı bir Efimov sistemi oluşturmayı başardı. Bunu yapmak için Kunitski, bir helyum gazını mutlak sıfırın sekiz santigrat derece üzerinde son derece ince bir nozülden geçirerek vakuma genişletti. Bu süreçte, helyum molekülleri daha sonra moleküler ışında en az iki helyum atomu ile oluşturuldu. Kunistki, bu moleküler ışını bükmeyi ve trimerleri aşırı ince bir kafes üzerinde ayırmayı başardı.
Bağların yapısı ve mesafeleri daha sonra Goethe Üniversitesi’nde geliştirilen Coltrims mikroskobu kullanılarak ölçüldü. Bunu mümkün kılmak için öncelikle helyum atomlarının her birinin bir lazerle iyonize edilmesi gerekiyordu. Sonuç olarak, trimer üçlü pozitif yüklüydü ve elektrostatik itme dışında kelimenin tam anlamıyla patladı. Ancak özel mikroskop sayesinde, ilgili helyum iyonlarının izini ve momentumunu ölçmek ve trimerin yapısını anlamak mümkün oldu.
Washington Eyalet Üniversitesi’nde bu alanda teorisyen olan Doerte Blume’un desteğiyle Kunitski, deneyinde aranan Efimov hallerinden birinin moleküler ışında doğal olarak meydana geldiğini belirledi. Devasa moleküldeki bağ mesafeleri 100 angstrom ve daha fazlasını ölçtü. Normal yapının aksine, atomlar bir ikizkenar üçgen oluşturmuyor, kendilerini asimetrik olarak sıralıyorlardı. Bütün bunlar teorik olarak şimdiye kadar yapılmış olan varsayımlarla örtüşmektedir.
Alanlar arası bir kuantum etkisi
Goethe Üniversitesi Frankfurt’tan ortak yazar Reinhard Dörner, “Bu şimdiye kadar keşfedilen ilk kararlı Efimov sistemidir” diyor. “Bu üç gövdeli sistem, daha fazla etkileşime girmeden ve onu sürdürmek için harici alanlara ihtiyaç duymadan vakum odasından uçar.” Meslektaşı Maksim Kunitski şunları ekliyor: “Efimov etkisi egzotik bir özel durum değil, fiziğin birçok alanında önemli rol oynayan evrensel kuantum etkisinin bir örneği.” Soğuk atomlara, kümelere ve nükleer fiziğe ek olarak, katı hal, fizik de buna güzel bir örnektir. Bununla birlikte, Efimov trimerlerinin önemine dair ilk raporlar artık biyolojide de bulunabilir.