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
19 августа 2021
Ученые разрабатывают технологию ферментации без выделения CO₂

Исследователи объединили электрохимию с ферментацией сахара для получения липидов, используемых для производства биотоплива, избегая выброса CO2 в атмосферу.

16 августа 2021
Прионоподобный белок действует как датчик воды в семенах

Белки, называемые FLOE1, обычно рассеиваются по всему семени, но при воздействии воды они быстро конденсируются, образуя сгустки, которые, по сути, действуют как датчики воды.

12 августа 2021
Создан ультратонкий магнит толщиной в один атом

Недавно ученые синтезировали новый материал, который назвали кобальто-легированным ван-дер-ваальсовым цинк-оксидным магнитом.

09 августа 2021
Новый пищевой генератор превращает пластик в съедобный белок

Ученые усовершенствовали процесс превращения пластикового мусора в белковый порошок и смазочные материалы с использованием химических веществ и высокой температуры.

05 августа 2021
Возможны альтернативные пути развития лимфоидных структур у человека

Мутации генов IL2RG/JAK3 приводят к тяжелому комбинированному иммунодефициту у человека, характеризующемуся отсутствием Т-клеток, врожденных лимфоидных клеток и, вероятно, лимфоцитов.

Вся информация


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