Laserkøling af et polyatomisk molekyle

(Phys.org)-Et team af forskere ved Harvard University har med succes afkølet et tre-atom-molekyle til næsten absolut nul for første gang. I deres papir offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , teamet beskriver, hvordan de opnåede bedriften og foreslår, at deres teknik kunne ændres for at muliggøre køling af molekyler med endnu flere atomer.

I mange år, forskere har laserkølet atomer ned til næsten absolut nul som en del af forskningen i at forstå, hvordan atomer virker - de køligere temperaturer bremser tingene, giver mulighed for et bedre udseende. I sådant arbejde, atomer afkøles på grund af spredning af fotoner, som tjener til at overføre momentum - elektronbindinger tvinges til at frigive fotoner, får atomerne til at stoppe med at bevæge sig. At gøre det samme har været sværere for molekyler på grund af deres mere komplicerede struktur, dvs. deres vibrations- og rotationsfrihedsgrader.

En bestemt type laserkøling af molekyler kaldet Sisyphus -køling indebærer at skabe en bølge af laserlys, der får molekylet til at udsende til en magnetisk tilstand uden interaktion med laseren - et andet mindre magnetfelt bruges derefter til at bringe molekylet tilbage til dets oprindelige tilstand . Processen gentages med hvert trin, hvilket forårsager tab af kinetisk energi, som får molekylet til at blive køligere og køligere. I denne nye indsats, forskerne brugte denne teknik (magnetisk assisteret Sisyphus laserkøling) til at afkøle et molekyle med tre atomer ned til meget nær absolut nul.

Molekylet (strontiummonohydroxid - SrOH) blev valgt på grund af dets unikke egenskaber - det indeholder en elektron, der ikke deltager særlig stærkt i binding - hvilket teamet bemærker, gjort det til en ideel kandidat. Det foreslår også, holdet bemærker yderligere, at andre molekyler med lignende egenskaber kunne fungere, også - også nogle med flere atomer. De foreslår, at teknikken kan fungere med molekyler, der har op til 15 atomer, og det kunne også bruges som en del af grundlaget for en kvantecomputer, fordi det giver mulighed for at ændre en molekylær tilstand med præcision. Det kan også vise sig nyttigt i kemi, såvel, de bemærker, fordi det kan få reaktionerne til at bremse, muliggøre bedre observation, giver et langt bedre detaljeringsniveau.

© 2017 Phys.org