Videnskabsmand opdager en ny type bi-molekyle med applikationer til kvantesensorer

Dr. Rosario González-Férez, en forsker ved Institut for Atom, Molekylær og Kernefysik og Carlos I Instituttet for Teoretisk og Beregningsfysik ved Universitetet i Granada, har udgivet en artikel med titlen "Ultralong-Range Rydberg Bi-molecules" i Fysisk gennemgangsbreve . Resultaterne af undersøgelsen viser en ny type bi-molekyle dannet af to nitrogenoxid (NO) molekyler, både i deres grundtilstand og i Rydberg elektronisk tilstand.

Arbejdet blev muliggjort takket være det videnskabelige samarbejde mellem forskeren og Institut for Teoretisk Atomic, Molekylær og optisk fysik (ITAMP) ved Harvard University. Undersøgelsen begyndte under hendes ophold på Harvard mellem marts og juli 2020, hvilket betyder, at hele processen, fra dataindsamling og analyse til endelige skriftlige konklusioner, fandt sted under COVID-19-pandemien. Opholdet, som blev finansieret af Fulbright Foundation og Salvador de Madariaga-programmet under det spanske videnskabsministerium, Innovation og universiteter, nød det videnskabelige samarbejde med ITAMPs Hossein R. Sadeghpour og Janine Shetzer.

Denne nye type bi-molekyle er resultatet af foreningen af ​​to molekyler nitrogenoxid (NO), hvis struktur er arrangeret på en sådan måde, at NO og NO ⁺ ioner er placeret i modsatte poler. Elektronen kredser om begge, fungerer som en "lim", der binder bi-molekylet. Ud over, dens størrelse svarer til mellem 200 og 1, 000 gange NEJ, og dens levetid er lang nok til at muliggøre dens observation og eksperimentel kontrol, da disse skrøbelige systemer let kan manipuleres ved hjælp af meget svage elektriske felter.

Denne type bi-molekyle gør det muligt for forskere at implementere og studere kemiske reaktioner ved lave temperaturer fra et kvanteperspektiv og letter undersøgelsen af ​​intermolekylære interaktioner på store afstande, da de eksisterer sammen ved lave temperaturer.

Dr. González-Férez bemærker, at brugen af ​​disse bi-molekyler i kvanteteknologier ville være interessant, både til behandling af information ved sammenfiltring og til udvikling af kvantesensorer, med flere teknologiske anvendelser inden for kvanteoptik og kvanteberegning.

González-Férez fortsætter sit arbejde med to forskningsgrupper, fra University of British Columbia i Canada og University of Stuttgart i Tyskland, som har til formål at skabe dette bi-molekyle eksperimentelt og bekræfte de teoretiske forudsigelser i løbet af det sidste år.