Molekyler kølet under Doppler -grænse

Et team af forskere, der arbejder på Center for Cold Matter, Blackett Laboratory, Imperial College London, har fundet en måde at nedkøle molekyler meget tættere på absolut nul. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturfysik , teamet beskriver den totrinsteknik, de brugte til at opnå bedriften, og giver nogle ideer til, hvordan den kan bruges af andre i den nærmeste fremtid.

Forsker lærte at nedkøle atomer til næsten det absolutte nul for noget tid siden, og er kommet så tæt på 50 billioner af en grad i nyere tid. Men at gøre det samme med molekyler er forblevet uhåndgribeligt, indtil nu. I denne nye indsats, forskerne fandt ud af, at en kombination af to traditionelle afkølingsmetoder kunne bruges til at afkøle molekyler til temperaturer, der er meget tættere på det absolutte nulpunkt end nuværende metoder, som typisk bringer molekyler til bare hundrededele grader over absolut nul.

Forskerne arbejdede med calciummonofluoridmolekyler, ved at bruge magneter til at holde dem på plads og lasere til at afkøle dem ved at sænke dem - en teknik, der er blevet brugt meget tidligere. For at chille molekylerne yderligere (ud over Doppler -grænsen) brugte teamet en tilpasset form for Sisyphus -køling, hvor to lasere affyres direkte mod hinanden, skaber et elektromagnetisk felt. Feltet forårsagede en konstant anstrengelse på molekylerne, trække energi fra dem, som afkølede dem. Ved at bruge de kombinerede metoder, forskerne rapporterer, at de var i stand til at køle molekylerne ned til inden for 50 milliontedele af en grad over det absolutte nulpunkt.

Da forskere lærte at nedkøle atomer til lignende temperaturer, en byge af efterfølgende forskningsindsatser søgte at drage fordel af en ny måde at studere atomare egenskaber på. Med en lignende teknik nu for hånden for molekyler, det er sandsynligt, at der vil forekomme lignende forskningsfloder. Molekyler ved en så kold temperatur har mindre bevægelse, hvilket skulle gøre dem lettere at studere. Det bør også bremse reaktioner, gør det lettere at se, hvad der rent faktisk sker. Det er også muligt, at forskere kunne lære mere om det grundlæggende ved molekyler, især vedrørende samtidige molekylære partikelinteraktioner.

© 2017 Phys.org