Oprettelse af ultrakolde polyatomiske molekyler ved at indfange og afkøle dem i tre dimensioner

Et team af forskere ved Harvard University har udviklet en måde at skabe ultrakolde polyatomiske molekyler ved at fange og afkøle dem i tre dimensioner. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature , beskriver gruppen deres teknik og mulige anvendelser.

Som forskerne bemærker, har laserkøling skabt fremskridt inden for mange videnskabsområder - det har for eksempel muliggjort Bose-Einstein-kondensationsberegning med neutrale atomer. I denne nye indsats blev laserkøling brugt til at skabe ultrakolde polyatomiske molekyler for første gang.

Grunden til, at afkøling er så effektiv i fysik og kemi, er, at den reducerer kompleksiteten af ​​molekyler, og især den af ​​kemiske reaktioner. Det traditionelle middel til afkøling af molekyler er at lyse lasere på atomer for at afkøle dem, og ved association, de molekyler, der er dannet af dem. En anden tilgang har involveret brug af kemikalier. Og selvom laserkøling har vist sig at være et vigtigt værktøj, kan det være problematisk, når man forsøger at få 3D-kontrol af diatomiske molekyler. I denne nye indsats overvandt forskerne denne forhindring ved at bruge en magneto-optisk fælde (MOT), en enhed, der bruger både laserkøling og magnetik til at skabe en fælde, der kan bruges til at køle ting såsom atomer.

I deres arbejde startede forskerne med at producere CaOH-molekyler, som derefter blev afkølet til 2 K. Dernæst blev molekylerne afkølet yderligere ved hjælp af mod-udbredende lasere. De blev derefter placeret i MOT udstyret med seks specialtunede laserstråler. Det sidste trin involverede nedlukning af magnetfeltet og anvendelse af "optisk melasse" for yderligere at afkøle molekylerne - dette afkølede molekylerne i 3D. Slutresultatet var molekyler afkølet til kun 110 µK.

Forskerne foreslår, at deres tilgang åbner døren til nye former for arbejde, der involverer studiet af polyatomiske molekyler og også kvantesimuleringer. De foreslår også, at det kan føre til nye måder at studere mere komplekse og indviklede reaktioner på. De planlægger derefter at fylde en optisk pincet med CaOH-molekyler og måle den kvanteportkobling, der eksisterer mellem to af dem. + Udforsk yderligere

Realiseringen af ​​en 1-D magneto-optisk fælde af polyatomiske molekyler

© 2022 Science X Network