Fizikçiler yüksek hassasiyetli bir terahertz moleküler saat yarattılar

Son zamanlarda araştırmacılar moleküler saatin olası gelişimini de araştırıyorlar. Bu sistemler

atom saatlerine benzemekle birlikte, temelleribasit moleküller. Columbia Üniversitesi ve Varşova Üniversitesi'nden bilim adamları yakın zamanda yeni fiziksel olayları incelemek için kullanılabilecek son derece hassas moleküler saatler yarattılar.

“Son çalışmalarımız yıllar süren çalışmaların sonucudur.Yeni çalışmanın araştırmacılarından ve yazarlarından biri olan Tanya Zelevinsky, Phys.org ile yaptığı röportajda, sözde moleküler saati yaratma çabaları” dedi. "Atomik saatlerin doğruluğundaki hızlı ilerlemeden ilham aldık. Moleküler saatler, farklı bir "tıklama" mekanizmasına dayanır ve bu nedenle ek olaylara karşı duyarlı olabilir. Bunlardan biri, doğanın temel sabitlerinin zaman içinde çok az değişebileceği fikridir. Diğer bir olasılık da, çok küçük nesneler arasındaki yerçekiminin, daha büyük ölçeklerdeki etkileşimlerden farklı olabilmesidir.”

Zelevinsky ve onun yarattığı moleküler saatmeslektaşları, yapısal olarak bir yay ile birbirine bağlanan iki küçük küreye benzeyen iki atomlu Sr₂ molekülüne dayanmaktadır. Saat, doğru bir frekans referansı olarak özellikle bu molekülün titreşim modlarını kullanır ve bu da zamanın izlenmesini sağlar.

Atomlara bölünmüş süper soğuk moleküllerin görüntüsü araştırmacılar tarafından kullanıldı. Fotoğraf: K. H. Leung

“Saatlerimiz lazer kullanımını gerektiriratomları mutlak sıfıra yakın soğutmak ve onları optik tuzaklarda tutmak, moleküller halinde birleşmelerine ve gerçekten bir ölçüm yapmak için onlara yüksek hassasiyetli "saat" lazerlerini yöneltmelerine neden oluyor, "diye açıkladı Zelevinsky. "Moleküler saatlerin avantajı, başıboş manyetik veya elektrik alanlara karşı çok düşük hassasiyet ve titreşim modlarının çok uzun doğal yaşam süresidir."

Physical dergisinde yayınlanan bir çalışmadaİnceleme X, Zelevinsky ve meslektaşları, sapmalarını ölçerek bir dizi testte moleküler saatlerin doğruluğunu değerlendirdi. Tasarımlarının hata kaynaklarını önemli ölçüde en aza indirdiğini ve saatin kendisinin toplam 4.6×10−14 sistematik hataya ulaştığını ve özellikle yüksek doğruluk gösterdiğini buldular.

Heyecan verici ışığın dalga boyuna (renkle gösterilen) bağlı olarak saatin rezonansının konumundaki küçük kaymalar, titreşen bir saatin doğruluğunu sınırlar. Fotoğraf: K. H. Leung

Titreşimli moleküler saat oluşturuldubir grup araştırmacı tarafından terahertz frekans uygulamaları için standart haline gelebilir, ayrıca moleküler spektroskopi için yeni araçların yaratılmasının temeli olabilir. Tasarımı, Sr₂ moleküllerini diğer izotopik varyantlarla (farklı bir kütle ile) değiştirerek de değiştirilebilir.

"Gelecekte, molekülermoleküler yapıyı en yüksek hassasiyetle anlamak ve nanometre ölçeğinde Newton dışı yerçekiminin olası herhangi bir imzasını incelemek için izleyin," diye bitiriyor Zelevinsky.

Daha fazla oku:

Dünyanın ikinci en derin sualtı obrukunun içinden bir fotoğraf çıktı

Güneş'e olabildiğince yaklaştığında Merkür'e ne olduğunu görün

Bilim adamları yeni ağacı dünyanın en eskisi olarak tanımaya hazırlar

Kapak fotoğrafı: Alex Berger