پژوهشگران دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی اوآک ریج متوجه شدند اتمهای نیتروژن در ترکیب با نیترید اورانیم رفتار غیرقابل انتظاری دارند. ارتعاشاتی که در کتابهای درسی فیزیک به عنوان نوسانگر هارمونیک کوانتمی همگن دیده میشود، اینجا بوجود میآیند.
در این آزمایش بلور نیترید اورانیم در دستگاهی بود که اتمهای سبُک نیتروژن در مرکز حفره دستگاه قرار گرفته بودند. پراکندگی نوترون در پراش منبع نوترونی، یک سری نوسان غیرقابل انتظار را نمایان کرد: اتم نیتروژن درست مثل حالت فنری مولکولها ارتعاش کرد. در کتابهای درسی مکانیک کوانتم دربارهی جرم ایده آل کوانتمی در یک فنر (نوسانگر هارمونیک) مطالب زیادی نوشته شده، ولی این میزان دقت در مدل نظری به صورت تجربی تابحال دیده نشده بود.
پژوهشگران با استفاده از باریکه نوترونی ویژگیهای مغناطیسی تک بلور نیترید اورانیم مورد آزمایش قرار دادند که اثراتی از نوسان کوانتمی دیده شد. روش آنها مبتنی بر اندازه گیری امواج صوتی یا همان برانگیختگی فنون ها بود. این پدیده در فرکانسهای پایین دیده شد ولی در فرکانسهای بالا باید از روشی بنام Phonon Cutoff استفاده شود. آدام اکزل دانشجوی فوق دکترا در این پژوهش میگوید:«ما نوسانگر هارمونیک را بخوبی میشناسیم، ولی تا این حد مثال خوبی در طبیعت پیدا نکرده بودیم».
نیترید اورانیم برای این منظور مورد بررسی قرار گرفت که سوخت نسل آینده مولدهای برق است.
A.A. Aczel, G.E. Granroth, G.J. MacDougall, W.J.L. Buyers, D.L. Abernathy, G.D. Samolyuk, G.M. Stocks, S.E. Nagler. Quantum oscillations of nitrogen atoms in uranium nitride. Nature Communications, 2012; 3: 1124 DOI: 10.1038/ncomms2117