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
27 января 2022
Как производственные сети усиливают экономический рост стран

Экономику можно рассматривать как сеть, в которой производители покупают товары, превращают их в новые товары и продают продукцию домашним хозяйствам или другим производителям.

24 января 2022
Исследован геологический контроль элементного состава фитопланктона

Элементный состав морского фитопланктона отражает их качество как источника пищи и регулирует поток углерода, кислорода и питательных веществ между океаном, атмосферой и скальными резервуарами.

20 января 2022
Самосборка фотонных кристаллов идет путем контроля зарождения и роста коллоидов, покрытых ДНК

Ученые стали на шаг ближе к созданию оптических метаматериалов следующего поколения из коллоидных кристаллов.

17 января 2022
Ученые провели новую оценку содержания галогенов в объемной силикатной земле

Точное понимание содержания галогенов в силикатных резервуарах Земли может помочь восстановить историю взаимодействий между мантией, атмосферой и океанами нашей планеты.

13 января 2022
Временные изменения планетарного железа являются движущей силой эволюции

Изменение доступности железа в планетарном масштабе, вызванное потенциально быстрым изменением климата, создаст давление отбора на хозяев и патогенные микроорганизмы во всей биосфере.

Вся информация


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