MIT moléculas enfriadas a 500 nanokelvin
Los físicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts realizaron un experimento para enfriar un compuesto de sodio y potasio ( 23 Na 40 K) a una temperatura ultrabaja de 500 nanokelvin (0.0000005 ° K). En el marco del experimento, fue posible verificar cómo se comportan las moléculas a una temperatura cercana al cero absoluto.Los científicos sabían que a temperaturas ultrabajas, una sustancia cambiará radicalmente sus propiedades, convirtiéndose en un condensado de fermión . En lugar del movimiento caótico de moléculas con colisiones constantes, la sustancia se comporta como un solo cuerpo y comienzan a aparecer efectos cuánticos. Estados exóticos similares de la materia no se encuentran en el mundo circundante.Para alcanzar esta temperatura, los físicos primero enfriaron la nube de átomos de sodio y potasio utilizando láseres y enfriamiento por evaporación. Luego se aplicó un campo magnético para que los átomos de sodio y potasio se combinaran en moléculas, una técnica conocida como resonancia de Feshbachcuando los átomos comienzan a "vibrar" en resonancia en una sola frecuencia y, al final, se combinan en moléculas. Los enlaces de átomos formados todavía son relativamente débiles, y para fortalecerlos los físicos utilizaron un método relativamente nuevo, descrito por primera vez por colegas en 2008, cuando las moléculas se irradian con dos láseres, cuya frecuencia corresponde exactamente a la diferencia de energía entre el estado inicial de la molécula y su estado vibratorio de baja energía máximo posible. Al interactuar con estos dos láseres, las moléculas pierden toda la energía vibratoria posible, enfriándose aún más.El experimento mostró que las moléculas enfriadas son relativamente estables: el gas retuvo su estado durante aproximadamente 2.5 segundos. Las moléculas evitan colisiones entre sí, mostrando momentos dipolares fuertes, es decir, fuertes desequilibrios en la magnitud de la carga eléctrica entre las moléculas, que actúan entre sí a grandes distancias.En este estado, las moléculas mostraron una movilidad extremadamente baja. Si en el estado normal están llenos de energía y se mueven activamente en el espacio, entonces a 500 nanokelvins la velocidad molecular promedio fue de varios centímetros por segundo."Estamos muy cerca de la temperatura a la que la mecánica cuántica juega un papel importante en el movimiento de las moléculas", dijo Martin Zwierlein, profesor de física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts e investigador principal en el Laboratorio de Investigación Electrónica del MIT. - Entonces, estas moléculas no se usarán como bolas de billar, sino que se moverán como ondas de un cuerpo cuántico-mecánico. Y con las moléculas ultrafría, se pueden obtener varios estados de la materia, como los cristales superfluidos en los que no hay fricción, lo cual es extremadamente extraño. Nadie ha observado esto todavía, pero el efecto se predice en teoría. Quizás no estamos lejos de ver tales efectos, por lo que todos están muy emocionados ".Para ver los estados exóticos de la materia, dicen los científicos, es necesario enfriar las moléculas unas diez veces más, es decir, hasta 50 nanokelvin.Los resultados de un experimento realizado por el Centro de Átomos Ultrafríos del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Harvard (Centro de Átomos Ultrafríos MIT-Harvard) se publicaron en la revista Physical Review Letters. Source: https://habr.com/ru/post/es380443/
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