Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Учёные охладили молекулы NaLi до 220 нанокельвин

Учёные охладили молекулы NaLi до 220 нанокельвин

13 апреля 2020


Испарительное охлаждение молекул используется для понижения уровня колебательной энергии атомов. Этот процесс сравним с тем, что происходит в нашем теле: испарительное охлаждение необходимо для того, чтобы освободить клетки нашего тела от излишней энергии и высокой температуры путем передачи импульса от горячих частиц к частицам охладителя. Последние покидают систему, в результате чего происходит испарение и, тем самым, поверхность тела охлаждается.

Если вернуться к лабораторному охлаждению молекул, то в этот процесс включается электромагнитное поле, которое взаимодействует с атомами путем их улавливания в оптическую ловушку. Спустя определенное время эти атомы взаимодействуют друг с другом, приобретая неравномерную активность внутри ловушки. Самые подвижные из них, обладающие высоким уровнем энергии, вырываются из ловушки, в результате чего снижается энергетический уровень системы с оставшимися атомами. Здесь же происходит и снижение температуры. Всё это именуется охлажденными квантовыми системами, которые нередко используются, например, в роли симуляторов систем ядерной физики.

Еще 15 лет назад о таком исследовании учёные только мечтали из-за существующих ограничений в возможностях подобных симуляторов. Температуры, которые можно было достичь в эксперименте с молекулами, редко преодолевали порог в десятки микрокельвинов. Но только благодаря современным технологиям и усовершенствованным испытательным машинам, ученым-физикам удалось достичь успеха на этом поприще.

Физики взялись за попытку охладить молекулы NaLi до той температуры, к которой им ещё не удавалось приблизиться. Речь идет об испарительном охлаждении порядка 30 тыс. молекул вещества до температуры 220 нанокельвин. Они предварительно загнали в оптическую ловушку около 100 тыс. атомов натрия и подключили электромагнитное поле, удерживающее частицы внутри системы. Наблюдая за атомами некоторое время, была отмечена их активность в результате столкновения друг с другом. Молекулы и атомы при взаимодействии повышали друг другу температуру и энергию, в результате чего часть атомов натрия выходила из системы, снизив общую температуру оставшихся молекул до 2.2 микрокельвина. Таким образом, термализация молекул и атомов привела к последующему охлаждению молекул.

Ученые говорят о том, что данное испытание возможно перенести и на системы из других легких молекул, в результате чего будет выделен охлаждённый конденсат, подобный тому, что был получен в 2018 году с фотонами.

info19-02-20-imgs_SMM_0006_7

Другая информация
28 октября 2021
Байесовская нейронная сеть предсказывает распад компактных планетных систем

Чтобы решить проблему прогнозирования нестабильности компактных систем, современные ученые решили внедрить архитектуру глубокого машинного обучения.

25 октября 2021
Ледяные иглы сплетают узоры из камней в замерзающих пейзажах

Узорчатая почва, определяемая сегрегацией камней в зависимости от их размера, является одной из наиболее поразительно самоорганизующихся характеристик полярных и высокогорных ландшафтов.

21 октября 2021
Экологические кризисы привели к формированию новой геологической эпохи — антропоцен

Эта эпоха стартовала в середине 20-го века и наглядно отражает то большое ускорение, которое началось со времен индустриализации в Европе.

18 октября 2021
Тусклый свет по вечерам искусственно продлевает солнечный день

Ранее высказывались опасения, что воздействие тусклого искусственного освещения в вечернее время может нарушать циркадные ритмы и режим сна. Что на деле?

14 октября 2021
Исследованы наноразмерные детали смачивания нанопокрытых поверхностей

Ученые, используя комбинацию передовых нанотехнологий и жидкофазную просвечивающую электронную микроскопию, смогли изобразить смачивание плотных массивов узорчатых вертикальных нанопилляров.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!