อนุภาคบางตัวหลีกเลี่ยงซึ่งกันและกันเนื่องจากถูกห้ามไม่ให้บาคาร่าออนไลน์อยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกันกับเพื่อนบ้าน อะตอมอาจไม่เต็มใจที่จะทับซ้อนกันจนก่อตัวเป็นผลึกคล้ายคริสตัล แม้ว่าจะไม่ได้ออกแรงใดๆ ต่อกัน นักฟิสิกส์รายงานวันที่ 8 พฤษภาคมที่ arXiv.org เรียกว่าคริสตัล Pauliการกำหนดค่าเป็นผลมาจากกฎกลควอนตัมที่เรียกว่าหลักการกีดกัน Pauli
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำนายการมีอยู่ของคริสตัล Pauli ก่อนหน้านี้
แต่ไม่มีใครสังเกตเห็นมันจนถึงขณะนี้ นักฟิสิกส์ควอนตัม Tilman Esslinger จาก ETH Zurich กล่าวว่า “มันสอนเราว่าฟิสิกส์สวยงามเพียงใด การทดลองเผยให้เห็นว่ายังมีปรากฏการณ์ใหม่ที่ต้องสังเกตจากหลักการพื้นฐานที่สอนในชั้นเรียนฟิสิกส์เบื้องต้น “ถ้าฉันเขียนหนังสือเรียน” Esslinger กล่าว “ฉันจะใส่ [การทดลอง] นั้นเข้าไป”
แม้ว่าผลึก Pauli เองจะมีพื้นฐานมาจากฟิสิกส์ที่รู้จัก แต่เทคนิคที่ใช้ในการสังเกตพวกมันสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสถานะลึกลับบางอย่างของสสารได้ดีขึ้น เช่น ตัวนำยิ่งยวด วัสดุที่นำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทาน หรือของเหลวยิ่งยวดซึ่งไหลโดยไม่มีแรงเสียดทาน
ค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Wolfgang Pauli ในปี 1925 หลักการกีดกันของ Pauliห้ามไม่ให้อิเล็กตรอนภายในอะตอมได้รับชุดคุณสมบัติควอนตัมที่ตรงกัน เช่น พลังงานและโมเมนตัมเชิงมุม ( SN: 4/10/99 ) ไม่ช้านักฟิสิกส์ก็ตระหนักว่ากฎนี้ไม่เพียงควบคุมอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนุภาคทั้งหมดที่เรียกว่าเฟอร์มิออน ซึ่งนอกจากอิเล็กตรอนแล้วยังรวมถึงโปรตอน นิวตรอน และอะตอมอีกหลายประเภท เป็นผลให้ fermions สามารถขับไล่ซึ่งกันและกันโดยไม่ต้องมีปฏิสัมพันธ์โดยตรง ในขณะที่คริสตัลทั่วไปสร้างการจัดเรียงตามปกติด้วยปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า คริสตัล Pauli ก่อตัวขึ้นเนื่องจากการขับไล่นี้เท่านั้น
Selim Jochim จากมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กในเยอรมนีกล่าวว่า “มันเป็นสถานะที่เรียบง่ายที่สุดที่คุณสามารถจินตนาการได้
Jochim และเพื่อนร่วมงานได้สร้างคริสตัล Pauli ขึ้นจากอะตอมลิเธียม ซึ่งถูกเลเซอร์จับรวมกันเป็นบริเวณสองมิติที่มีรัศมีประมาณ 1 ไมโครเมตร นักวิจัยใส่กลุ่มอะตอมสามหรือหกอะตอมในกับดักนั้นในแต่ละครั้ง อะตอมอยู่ใกล้กันเกินกว่าจะนึกภาพตำแหน่งของพวกมันได้โดยตรงเพื่อเผยให้เห็นโครงสร้างที่เหมือนคริสตัล ทีมงานได้วัดโมเมนตัมของอะตอมโดยดูว่าอนุภาคเคลื่อนที่ไปที่ใดเมื่อถูกปล่อยออกมา หลังจากการทดลองซ้ำหลายครั้ง นักวิจัยพบความสัมพันธ์หรือรูปแบบในโมเมนต์ของอะตอม
ลวดลายรูปดอกไม้ปรากฏขึ้นในช่วงเวลาของอะตอมตามหลักการกีดกันของเปาลี โครงสร้างเหล่านี้แตกต่างกันไปตามจำนวนของอะตอมที่เกี่ยวข้อง: สาม (พล็อตทางด้านซ้าย) หรือหก (ขวา)
S. JOCHIM GROUP/มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก
เนื่องจากตำแหน่งและโมเมนตัมเป็นคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดสำหรับอนุภาคที่ติดอยู่เหล่านี้ ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตัมยังหมายความว่าอะตอมสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่ปกติที่คล้ายกับคริสตัล โมเมนต์ของอนุภาคที่มีรูปทรงดอกไม้แตกต่างกันขึ้นอยู่กับจำนวนของอนุภาคในกับดัก
Magdalena Załuska-Kotur จาก Institute of Physics of the Polish Academy of Sciences กล่าวว่า “คุณสามารถเห็นรูปแบบนี้ได้จริงๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมนักฟิสิกส์ที่เคยทำนายว่าโครงสร้างดังกล่าวสามารถสังเกตได้ในการทดลองประเภทนี้บาคาร่าออนไลน์
