Fizičari su koristili rotirajuće mikrovalno polje za hlađenje plina polarnih molekula
Za svoje eksperimente, istraživačikoristio je plin koji se sastojao od molekula natrija i kalija, koje su držane u optičkoj zamci pomoću laserskog zračenja. Fizičari su ohladili plin pomoću hlađenja isparavanjem, tehnike koja se primjenjuje na pojedinačne atome.
Vakuumska komora u kojoj se stvara superhladni plin. Slika: Max Planck društvo
Princip rada ove metode temelji se nasudara čestica u magnetskoj zamci. Pojedinačni atomi, sudarajući se jedan s drugim, prenose dio svoje kinetičke energije. Tijekom vremena, pojedinačni atomi postaju puno energičniji od ostalih i napuštaju zamku, smanjujući energiju sustava i temperaturu grupe atoma koji ostaju u njemu.
Polarne molekule karakteriziraju neujednačenedistribuciju električnog naboja, objašnjavaju znanstvenici. Za razliku od slobodnih atoma, oni se mogu okretati, vibrirati, privlačiti ili odbijati. Ponašaju se poput sićušnih magneta i mogu se slijepiti zajedno sprječavajući hlađenje.
Kako bi riješili ovo ograničenje, istraživačikoristio posebno pripremljeno elektromagnetsko polje, koje služi kao energetski štit za molekule i ne dopušta im da se lijepe i lijepe. Pod utjecajem polja, ako se dvije molekule previše približe jedna drugoj, mogu razmjenjivati kinetičku energiju, ali se istovremeno poredaju tako da se međusobno odbijaju i brzo kreću u različitim smjerovima.
Natrijev laser koji generira žuto svjetlo za lasersko hlađenje i vizualizaciju natrijevih atoma. Slika: Max Planck društvo
Za stvaranje mikrovalnog polja s potrebnimSvojstvima, istraživači su postavili spiralnu antenu ispod optičke zamke koja je sadržavala plin molekula natrija i kalija. U ovom eksperimentalnom postavu, molekule su se počele sudarati mnogo češće, u prosjeku oko 500 puta po molekuli.
Kao rezultat toga, nakon samo trećine sekunde temperatura je dosegla oko 21 nK, što je znatno ispod kritične "Fermijeve temperature", granice ispod koje kvantni efekti određuju ponašanje plina.
Istraživači vjeruju da će nova tehnologija hlađenja omogućiti stvaranje i proučavanje različitih kvantnih oblika materije koji su prethodno bili teoretski predviđeni.
Naslovna fotografija: Umjetnički prikaz mikrovalnog plinskog hladnjaka. Izvor: Max Planck Society
Čitaj više:
Supersonični avion će letjeti brzinom od 2000 km/h i preletjeti ocean za 3,5 sata
Znanstvenici su snimili čudno stvorenje s pipcima koje su zamijenili za cvijet
Stvoreno kvantno računalo koje je "otišlo dalje od binarnog sustava"