Rydberg Atomları
Maddenin yapı taşları olan atomlar, proton ve nötronlar içeren bir çekirdekten ve bu çekirdeğin etrafında dönen elektronlardan oluşur.
Maddenin yapı taşları olan atomlar, proton ve nötronlar içeren bir çekirdekten ve bu çekirdeğin etrafında dönen elektronlardan oluşur. Yapısı en basit atomlar -hidrojen atomu (H), +1 yüklü helyum iyonu (He+) ya da +2 yüklü lityum iyonu (Li2+) gibi- sadece bir elektronu olan atomlardır. Kuantum mekaniği kullanılarak yapılan hesaplar ve deneysel veriler, böyle bir atomdaki elektronun enerjisinin herhangi bir değer alamayacağını, elektronun ancak belirli enerji seviyelerinde bulunabileceğini gösterir. Bu enerji seviyeleri 1’den başlayarak numaralandırılır ve n. seviye için birbirinden bağımsız n2 durum vardır. Örneğin hidrojen atomundaki bir elektronun bulunabileceği birbirinden bağımsız durumların sayısı n=3 seviyesi için 9, n=5 seviyesi içinse 25’tir.
Birden fazla elektron içeren atomların yapısı çok daha karmaşıktır. Ancak elektronlar tüm atomlarda belirli enerji seviyelerinde bulunur ve bu enerji seviyelerini en düşük enerjili seviyeden başlayarak doldururlar. Düşük enerji seviyesindeki bir elektron uyarıldığında (dışarıdan enerji aldığında) daha yüksek enerjili seviyelerden birine geçiş yapar ya da atomdan tamamen kopar. Uyarılmış haldeki atomlar kararsızdır ve kısa süre içinde temel enerji düzeylerine dönüş yaparlar.
En yüksek enerji seviyesindeki elektronun çok daha yüksek enerjili seviyelere uyarıldığı atomlara Rydberg atomları deniyor. Bu atomların en önemli özelliği -uyarılmış elektron ve atomun geri kalanı göz önüne alındığında- yapılarının hidrojen atomuna benzemesi. Bu atomlar sanki çok sayıda proton, nötron ve elektron içeren bir çekirdekten ve bu çekirdeğin etrafında dolanan bir elektrondan oluşuyormuş gibidir.
İsveçli fizikçi Johannes Rydberg’in adı ile anılan Rydberg atomları üzerine günümüzde pek çok araştırma yapılıyor. Bu durumun en önemli nedeni Rydberg atomlarının bilgi işlemekte yararlı olabileceğinin düşünülmesi. Rydberg atomları birbirleriyle kuvvetli bir biçimde etkileştiği için Rydberg atomları kullanılarak mantık işlemleri yapabilecek cihazlar tasarlanması ve bu cihazların kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde kullanılması mümkün olabilir.
