Molekylärt energidiagram och experimentell installation. (A) En optisk dipolfälla som bildas av en fokuserad stråle av 1064 nm ljus (I) skär MOT och reflekteras från fönstret för återinträde (III) i en vinkel för att förhindra bildandet av ett gitter. Ett mikroskopobjektiv (IV) placeras inuti ett återinträdande hus mellan MOT-spolarna (II). Fluorescens från molekylerna (VI) samlas in genom målet och avbildas på en kamera. De optiska pincettfällorna genereras med hjälp av en AOD (VII) och kombineras till bildvägen med hjälp av en dikroisk spegel (V). (B) CaF-nivåstruktur för relevanta tillstånd som används i Λ-kylprocessen. Kylningen drivs vid en avstämning Δ =2π × 25 MHz. Kreditera: Vetenskap (2019). DOI:10.1126/science.aax1265
Ett team av forskare från Harvard University och Massachusetts Institute of Technology har funnit att de kan använda en optisk pincett med laserkylda molekyler för att observera kollisioner mellan marken mellan enskilda molekyler. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sitt arbete med kylda kalciummonofluoridmolekyler fångade av optisk pincett, och vad de lärde sig av sina experiment. Svetlana Kotochigova, med Temple University, har publicerat ett stycke med perspektiv i samma journalnummer som beskriver arbetet - hon ger också en översikt över det arbete som utförs med matriser med optisk pincett för att bättre förstå molekyler i allmänhet.
Som Kotochigova noterar, utvecklingen av optiska pincetter på 1970 -talet har lett till banbrytande vetenskap eftersom den möjliggör studier av atomer och molekyler på en oöverträffad detaljnivå. Deras arbete innebär att man använder laserljus för att skapa en kraft som kan hålla extremt små föremål på plats när de studeras. På senare tid har optiska pincetter har vuxit i sofistikering - de kan nu användas för att manipulera grupper av molekyler, vilket gör att forskare kan se vad som händer när de interagerar under mycket kontrollerade förhållanden. Som forskarna noterar, sådana matriser kyls vanligtvis för att hålla deras aktivitet på ett minimum när molekylerna studeras. I denna nya insats, forskarna valde att studera matriser med kylda kalciummonofluoridmolekyler eftersom de har vad teamet beskriver som nästan diagonala Franck-Condon-faktorer, vilket innebär att de kan exciteras elektroniskt genom att skjuta en laser mot dem, och sedan återgå till ett ursprungligt tillstånd efter utsläpp.
I deras arbete, forskarna skapade arranger av pincett genom att diffraktera en enda stråle till många mindre balkar, var och en kan omarrangeras för att passa deras syften i realtid. I utgångsläget, ett okänt antal molekyler var fångade i gruppen. Teamet använde sedan ljus för att tvinga kollisioner mellan molekylerna, trycka några av dem ur matrisen tills de hade önskat antal i varje pincett. De rapporterar att i de fall där det bara fanns två molekyler, de kunde observera naturliga ultrakylda kollisioner - vilket gav en tydlig bild av handlingen.
© 2019 Science X Network
