(Phys.org) – Ett team av forskare vid Harvard University har framgångsrikt kylt en treatomsmolekyl ner till nära absolut noll för första gången. I deras tidning publicerad i Fysiska granskningsbrev , teamet beskriver hur de uppnådde bedriften och föreslår att deras teknik skulle kunna modifieras för att möjliggöra kylning av molekyler med ännu fler atomer.

Under många år, forskare har laserkylt atomer till nära absolut noll som en del av forskningen för att förstå hur atomer fungerar - de kallare temperaturerna saktar ner saker och ting, möjliggör ett bättre utseende. I sådant arbete, atomer kyls på grund av spridning av fotoner, som tjänar till att överföra momentum - elektronbindningar tvingas frigöra fotonerna, vilket gör att atomerna nästan slutar röra sig. Att göra detsamma har varit svårare för molekyler på grund av deras mer komplicerade struktur, dvs. deras vibrations- och rotationsfrihetsgrader.

En specifik typ av laserkylning av molekyler som kallas Sisyfos-kylning innebär att man skapar en våg av laserljus som får molekylen att emittera till ett magnetiskt tillstånd utan interaktion med lasern – ett annat mindre magnetfält används sedan för att föra molekylen tillbaka till sitt ursprungliga tillstånd . Processen upprepas med varje steg vilket orsakar en förlust av kinetisk energi som gör att molekylen växer svalare och svalare. I denna nya insats, forskarna använde denna teknik (magnetiskt assisterad Sisyphus-laserkylning) för att kyla en molekyl med tre atomer ner till mycket nära absolut noll.

Molekylen (strontiummonohydroxid—SrOH) valdes på grund av dess unika egenskaper – den innehåller en elektron som inte deltar särskilt starkt i bindningen – vilket teamet noterar, gjorde det till en idealisk kandidat. Det föreslår också, laget noterar vidare, att andra molekyler med liknande egenskaper skulle kunna fungera, likaså — även några med fler atomer. De föreslår att tekniken kan fungera med molekyler som har så många som 15 atomer, och den skulle också kunna användas som en del av basen för en kvantdator eftersom den gör det möjligt att ändra ett molekylärt tillstånd med precision. Det kan också vara användbart inom kemi, också, de noterar, eftersom det kan få reaktionerna att sakta ner, möjliggör bättre observation, ger en mycket bättre detaljnivå.

© 2017 Phys.org