Ett team av forskare vid Harvard University har utvecklat ett sätt att skapa ultrakalla polyatomiska molekyler genom att fånga och kyla dem i tre dimensioner. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , beskriver gruppen sin teknik och möjliga tillämpningar.

Som forskarna noterar har laserkylning skapat framsteg inom många vetenskapsområden - det har möjliggjort Bose-Einstein kondensationsberäkning med neutrala atomer, till exempel. I denna nya satsning användes laserkylning för att skapa ultrakalla polyatomiska molekyler för första gången.

Anledningen till att kylning är så effektiv inom fysik och kemi är att den minskar komplexiteten hos molekyler, och särskilt den hos kemiska reaktioner. Det traditionella sättet att kyla molekyler är att lysa med lasrar på atomer för att kyla dem, och genom association, de molekyler som bildas av dem. Ett annat tillvägagångssätt har varit att använda kemikalier. Och även om laserkylning har visat sig vara ett viktigt verktyg, kan det vara problematiskt när man försöker få 3D-kontroll av diatomiska molekyler. I detta nya försök övervann forskarna det hindret genom att använda en magneto-optisk fälla (MOT), en enhet som använder både laserkylning och magnetik för att skapa en fälla som kan användas för att kyla saker som atomer.

I sitt arbete började forskarna med att producera CaOH-molekyler, som sedan kyldes till 2 K. Därefter kyldes molekylerna ytterligare med hjälp av motförökande lasrar. De placerades sedan i MOT utrustad med sex specialinställda laserstrålar. Det sista steget innebar att stänga av magnetfältet och applicera "optisk melass" för att ytterligare kyla molekylerna - detta kylde molekylerna i 3D. Slutresultatet var molekyler kylda till bara 110 µK.

Forskarna föreslår att deras tillvägagångssätt öppnar dörren för nya typer av arbete som involverar studier av polyatomära molekyler och även kvantsimuleringar. De föreslår också att det kan leda till nya sätt att studera mer komplexa och intrikata reaktioner. Därefter planerar de att ladda optisk pincett med CaOH-molekyler och mäta kvantportkopplingen som finns mellan två av dem. + Utforska vidare

Förverkligandet av en 1-D magneto-optisk fälla av polyatomära molekyler

© 2022 Science X Network