MIT جزيئات مبردة إلى 500 nanokelvin
أجرى الفيزيائيون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تجربة لتبريد مركب من الصوديوم والبوتاسيوم ( 23 Na 40 K) إلى درجة حرارة منخفضة جدًا تبلغ 500 nanokelvin (0.0000005 ° K). في إطار التجربة ، كان من الممكن التحقق من سلوك الجزيئات عند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق.عرف العلماء أنه في درجات حرارة منخفضة جدًا ، ستغير المادة خصائصها بشكل جذري ، وتتحول إلى مكثف فرميون . بدلاً من الحركة الفوضوية للجزيئات ذات التصادمات المستمرة ، تتصرف المادة كجسم واحد ، وتبدأ التأثيرات الكمية في الظهور. لا توجد حالات غريبة مماثلة للمادة في العالم المحيط.لتحقيق درجة الحرارة هذه ، قام الفيزيائيون أولاً بتبريد سحابة ذرات الصوديوم والبوتاسيوم باستخدام الليزر والتبريد التبخيري. ثم تم تطبيق مجال مغناطيسي بحيث تجمع ذرات الصوديوم والبوتاسيوم في جزيئات - وهي تقنية تعرف باسم رنين Feshbachعندما تبدأ الذرات في "الاهتزاز" بالرنين عند تردد واحد ، وفي النهاية ، تتحد في جزيئات. لا تزال الروابط المكونة للذرات ضعيفة نسبيًا ، ولتعزيزها ، استخدم الفيزيائيون طريقة جديدة نسبيًا ، تم وصفها لأول مرة من قبل الزملاء في عام 2008 ، عندما يتم تشعيع الجزيئات باستخدام اثنين من أشعة الليزر ، والتي يتوافق تواترها تمامًا مع اختلاف الطاقة بين الحالة الأولية للجزيء وأقصى حد ممكن من حالة اهتزازية منخفضة الطاقة. بالتفاعل مع هذين الليزرين ، تفقد الجزيئات كل الطاقة الاهتزازية الممكنة ، وتبرد أكثر.أظهرت التجربة أن الجزيئات المبردة مستقرة نسبيًا: احتفظ الغاز بحالته لحوالي 2.5 ثانية. تتجنب الجزيئات التصادمات مع بعضها البعض ، وتظهر لحظات ثنائية القطب قوية ، أي اختلالات قوية في حجم الشحنة الكهربائية بين الجزيئات ، التي تعمل على بعضها البعض على مسافات كبيرة.في هذه الحالة ، أظهرت الجزيئات حركة منخفضة للغاية. إذا كانت الحالة الطبيعية مليئة بالطاقة وتتحرك بنشاط في الفضاء ، فعند 500 نانوكلفينز ، كان متوسط السرعة الجزيئية عدة سنتيمترات في الثانية.قال مارتن زويرلين ، أستاذ الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والباحث الرئيسي في مختبر أبحاث الإلكترونيات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "نحن قريبون جدًا من درجة الحرارة التي تلعب فيها ميكانيكا الكم دورًا مهمًا في حركة الجزيئات". - لذلك لن يتم ارتداء هذه الجزيئات مثل كرات البلياردو ، ولكنها ستتحرك مثل موجات الجسم الميكانيكي الكمومي. وباستخدام الجزيئات فائقة البرودة ، يمكن للمرء أن يحصل على حالات مختلفة من المادة ، مثل بلورات فائقة السوائل لا يوجد فيها احتكاك ، وهو أمر غريب للغاية. لم يلاحظ أحد هذا حتى الآن ، ولكن التأثير متوقع من الناحية النظرية. ربما نحن لسنا بعيدين عن رؤية مثل هذه التأثيرات ، لذلك الجميع متحمسون للغاية ".يقول العلماء إنه من أجل رؤية الحالات الغريبة للمادة ، تحتاج إلى تبريد الجزيئات بنحو عشرة أضعاف ، أي ما يصل إلى 50 نانوكيلفين.كانت نتائج التجربة من قبل مركز الشديدة البرودة الذرات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في جامعة هارفارد مركز الشديدة البرودة الذرات) نشرت في مجلة البدنية استعراض للحروف. Source: https://habr.com/ru/post/ar380443/
All Articles