Rekordno nizke temperature molekul

Ameriška znanstvena skupina v reviji Physical Review Letters poroča o do sedaj najnižji doseženi temperaturi ultra hladnih molekul. Z uporabo laserskega hlajenja so molekule ohladili do pičlega enega mikrokelvina, kar je dvajsetkrat hladneje od prejšnjega rekorda. Tehnike doseganja ultra hladnih molekul so nadgradnja tehnologije hladnih atomov, vendar so veliko bolj zapletene, predvsem zaradi veliko večjega števila možnih stanj in prehodov med njimi ter konfiguracije samih molekul.

S pomočjo hladnih atomov skušamo pojasniti vrsto fizikalnih pojavov – od topoloških lastnosti trdnih snovi do nastanka vesolja in črnih lukenj. Hladni atomi so zanimivi za razvoj hladno-atomskih kvantnih računalnikov in za najnatančnejše atomske ure. Razvijajo pa se tudi atomski interferometri kot alternativa Observatoriju za gravitacijske valove z laserskim interferometrom, bolj znanim pod kratico LIGO.

Na začetku ohlajevanja so znanstvenice in znanstveniki petdeset tisoč molekul itrijevega monoksida ujeli v magnetno-optično past in jih ohladili na dva milikelvina. Sistem so nato ohladili do štirih mikrokelvinov s tehniko sive optične melase, pri kateri upočasnjujejo molekule z optičnim poljem, ustvarjenim iz pravokotno postavljenih laserjev. Na koncu so tisoč dvesto molekul prenesli v enodimenzionalno past in zmanjšali intenziteto laserjev, s čimer so zmanjšali jakost potencialnih jam znotraj enodimenzionalne mreže. Na ta način so molekule ohladili do končne temperature enega mikrokelvina.

Med eksperimentom je raziskovalna skupina spreminjala razne eksperimentalne parámetre in pokazala, da je metoda hlajenja s sivo optično melaso odporna na večino sprememb, denimo intenziteto laserjev in čas vzpostavljene pasti. Po besedah avtorjev in avtoric študije je to pomembna karakteristika za nadaljnji razvoj tehnologij pasti za nadzor številnih drugih molekul. Z večanjem števila molekul v prihodnjih eksperimentih bodo lahko začeli z raziskovanjem uporabe ultra hladne kemije in reševanjem problema več teles.

Pri udobnih 300 kelvinih je Zbritoff pripravila Tina.