Bilim adamları yıllardır molekülleri ultra soğuk sıcaklıklara soğutmanın yollarını aradılar, bu noktada moleküller yavaşlayarak bilim adamlarının kuantum davranışlarını tam olarak kontrol etmelerine izin vermelidir. Bu, araştırmacıların molekülleri kuantum hesaplama için karmaşık bitler olarak kullanmalarını, tek tek molekülleri küçük düğmeler gibi tek seferde birden fazla hesaplama akışı gerçekleştirmek için ayarlamalarını sağlayabilir.
Bilim adamları aşırı soğutulmuş atomlara sahipken, aynı şeyi davranışları ve yapıları daha karmaşık olan moleküller için yapmanın çok daha büyük bir zorluk olduğu kanıtlanmıştır.
Şimdi MIT fizikçileri bulduk sodyum-lityum moleküllerini bir Kelvin’in 200 milyarda biri kadar soğutmanın bir yolu, mutlak sıfırın sadece bir saç teli üzerinde. Bunu, soğuk sodyum-lityum moleküllerini daha da soğuk sodyum atomlarından oluşan bir buluta daldırdıkları, çarpışmalı soğutma adı verilen bir teknik uygulayarak yaptılar. Aşırı soğuk atomlar, molekülleri daha da soğutmak için bir soğutucu görevi gördü.
Dergide yayınlanan bulguları Doğa, araştırmacıların molekülleri nano-Kelvin sıcaklıklarına kadar soğutmak için çarpışmalı soğutmayı başarılı bir şekilde kullandıkları ilk kez işaret ediyor. Ulusal Bilim Vakfı sağlanan finansman araştırma için
Çarpışmalı soğutma, diğer, daha soğuk atomları kullanarak atomları soğutmak için kullanılan standart bir tekniktir. On yıldan fazla bir süredir araştırmacılar, çarpışmalı soğutma kullanarak bir dizi farklı molekülü aşırı soğutmaya çalıştılar, ancak moleküllerin atomlarla çarpıştıklarında, moleküllerin bu süreçte ısınacak veya yok olacak şekilde enerji değiştirdiklerini keşfettiler. “kötü” çarpışmalar denir.
MIT araştırmacıları deneylerinde, sodyum-lityum molekülleri ve sodyum atomları aynı şekilde döndürülürse, kendi kendini yok etmekten kaçınabileceklerini ve bunun yerine atomların moleküllerin enerjisini aldığı “iyi” çarpışmalara girebileceklerini buldular. , ısı şeklinde. Ekip, moleküllerin dönüş ve dönme hareketinin koreografisini yapmak için manyetik alanların hassas kontrolünü ve karmaşık bir lazer sistemini kullandı. Sonuç olarak, atom-molekül karışımı yüksek bir iyi-kötü çarpışma oranına sahipti ve 2 mikro-Kelvin’den 220 nano-Kelvin’e soğutuldu.
MIT profesörü ve Nobel ödüllü Wolfgang Ketterle, “Çarpışmalı soğutma, atomları soğutmak için en güçlü iş gücü oldu” dedi. “Planımızın işe yarayacağına ikna olmadım ama kesin olarak bilmediğimiz için denemek zorundaydık. Artık sodyum-lityum moleküllerini soğutmak için işe yaradığını biliyoruz. Diğer molekül sınıfları için işe yarayıp yaramayacağı görülmeye devam ediyor.”
NSF’nin Fizik Bölümü’nde bir program görevlisi olan John Gillaspy ekliyor: “Bu, fiziksel dünyayı geleceğin teknolojilerini mümkün kılacak şekillerde kontrol etmek için yeni araçlara yol açacağını düşündüğümüz türden temel araştırmalar.”