Новая методика охлаждения целых молекул до сверхнизких температур

Другие научные группы создавали ультрахолодные молекулы путём охлаждения отдельных атомов и соединения их в единое целое.

Ультрахолодную молекулу монофторида стронция (SrF) получили физики Йеля (Yale University). Ранее в таких экспериментах участвовали лишь атомы. Для того чтобы снизить температуру молекулы до нескольких сотых кельвина, учёным пришлось пойти на ряд ухищрений.

В качестве подопытного кролика неспроста был выбран именно SrF – расчёты показали, что эти молекулы не будут колебаться, мешая процессу. Отметим, что в отличие от отдельных атомов молекулы плохо подаются сильному охлаждению: они крупнее и могут запасать энергию в колебаниях атомных связей, вращении.

Метод, давно известное лазерное охлаждение, тоже модифицировали, подобрав длину волны так, чтобы излучение поглощалось молекулами, а не раскручивало их, и чтобы далее частицы могли сбросить эту энергию вторичным излучением.

Пока температуру ультрахолодного монофторида стронция нельзя назвать рекордно низкой, однако работа сама по себе – достижение нового уровня. К тому же учёные планируют продолжить эксперименты и добиться ещё большего охлаждения молекулы. По теоретическим данным, ничто этому воспрепятствовать не должно.

В дальнейшем американцы попробуют переохладить десяток биполярных молекул, чтобы изучить квантово-механические аспекты их химического взаимодействия (ранее нечто подобное проделывали с не совсем обычными молекулами рубидия-калия).

Рис. 1. Когда температура атомов приближается к абсолютному нулю, начинают действовать законы квантовой механики. Физики придумали использовать появляющиеся при этом низкоэнергетические осцилляции атомов в качестве ультрачувствительных акселерометров и квантовых часов, получать конденсат Бозе-Эйнштейна. На снимке – ловушка, используемая в такого рода опытах (фото H. M. Helfer/NIST).

Нынешнюю работу её авторы описали в статье:

E. S. Shuman, J. F. Barry & D. DeMille Laser cooling of a diatomic molecule. – Nature – advance online publication doi:10.1038/nature09443; Published online 19 September 2010.

По материалам:

Источник(и):

1.NatureNews

2. membrana.ru