Une équipe internationale de chercheurs a démontré une nouvelle façon d'acquérir une compréhension détaillée de ce qui se passe lorsque deux atomes se rencontrent. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leurs expériences, ce qui impliquait d'observer de près lorsque deux atomes sont entrés en contact l'un avec l'autre.

L'idée de voir deux atomes entrer en collision pourrait mettre certaines personnes mal à l'aise, alors qu'ils envisagent l'explosion d'une bombe nucléaire, mais toutes ces collisions ne sont pas si dramatiques. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont mesuré l'interaction magnétique qui s'est produite lorsque deux atomes ont été amenés très lentement en contact l'un avec l'autre.

Des recherches antérieures ont montré que les atomes ont ce qu'on appelle des fonctions d'onde, qui sont définis par les orbites probabilistes de leurs électrons. Des recherches antérieures ont également montré que lorsque deux atomes se rapprochent, lorsque leurs formes d'onde se chevauchent, une force appelée "interaction d'échange" apparaît - et elle grandit à mesure que les deux se rapprochent. L'interaction d'échange se produit tout le temps, comme quand on presse deux doigts l'un contre l'autre, ou dans des expériences de chimie. Mais jusqu'à maintenant, personne n'avait mesuré avec précision sa force au fur et à mesure que deux atomes se rapprochaient. Dans cette nouvelle expérience, les chercheurs ont fait une telle mesure dans leur laboratoire.

L'équipe a placé un seul atome de titane sur une couche d'oxyde de magnésium, qui servait d'isolant. Ils ont ensuite placé un seul atome de fer sur la pointe de la sonde d'un microscope à effet tunnel. Puis, ils ont lentement déplacé l'unique atome de fer vers l'unique atome de titane. Comme ils l'ont fait, ils ont mesuré l'effet magnétique sur les deux atomes via deux méthodes. La première était la résonance de spin électronique, une technique qui fournissait des mesures très détaillées des interactions les plus faibles. La seconde impliquait l'utilisation de la spectroscopie à effet tunnel électronique inélastique - elle a donné de meilleurs résultats lors de la mesure des interactions les plus fortes. L'utilisation de deux méthodes de mesure a donné aux chercheurs plus de confiance dans leurs résultats lorsqu'ils ont été appariés. La procédure a permis aux chercheurs d'atteindre un nouveau niveau de précision dans la mesure des interactions d'échange. Il a également démontré une technique possible pour régler le champ magnétique d'un atome d'une manière qui pourrait être pratique dans les dispositifs de stockage de données du futur.

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