Molécules réfrigérées au MIT à 500 nanokelvins
Des physiciens du Massachusetts Institute of Technology ont mené une expérience pour refroidir un composé de sodium et de potassium ( 23 Na 40 K) à une température ultra-basse de 500 nanokelvins (0,0000005 ° K). Dans le cadre de l'expérience, il a été possible de vérifier le comportement des molécules à une température proche du zéro absolu.Les scientifiques savaient qu'à des températures ultra-basses, une substance changera radicalement ses propriétés, se transformant en un condensat de fermion . Au lieu du mouvement chaotique des molécules avec des collisions constantes, la substance se comporte comme un seul corps et des effets quantiques commencent à apparaître. On ne trouve pas d'états de matière exotiques similaires dans le monde environnant.Pour atteindre cette température, les physiciens ont d'abord refroidi le nuage d'atomes de sodium et de potassium à l'aide de lasers et d'un refroidissement par évaporation. Ensuite, un champ magnétique a été appliqué pour que les atomes de sodium et de potassium se combinent en molécules - une technique connue sous le nom de résonance de Feshbachlorsque les atomes commencent à "vibrer" en résonance à une seule fréquence et, finalement, se combinent en molécules. Les liaisons d'atomes formées sont encore relativement faibles, et pour les renforcer, les physiciens ont utilisé une méthode relativement nouvelle, décrite pour la première fois par des collègues en 2008, lorsque les molécules sont irradiées avec deux lasers, dont la fréquence correspond exactement à la différence d'énergie entre l'état initial de la molécule et son état vibratoire à basse énergie maximal possible. En interagissant avec ces deux lasers, les molécules perdent toute l'énergie vibratoire possible, se refroidissant encore plus.L'expérience a montré que les molécules refroidies sont relativement stables: le gaz a conservé son état pendant environ 2,5 secondes. Les molécules évitent les collisions entre elles, montrant de forts moments dipolaires, c'est-à-dire de forts déséquilibres dans la magnitude de la charge électrique entre les molécules, qui agissent les unes sur les autres à de grandes distances.Dans cet état, les molécules ont montré une mobilité extrêmement faible. Si à l'état normal, ils sont pleins d'énergie et se déplacent activement dans l'espace, alors à 500 nanokelvins, la vitesse moléculaire moyenne était de plusieurs centimètres par seconde."Nous sommes très proches de la température à laquelle la mécanique quantique joue un rôle important dans le mouvement des molécules", a déclaré Martin Zwierlein, professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology et chercheur principal au MIT Electronics Research Laboratory. - Ces molécules ne seront donc pas portées comme des boules de billard, mais se déplaceront comme des vagues d'un corps quantique. Et avec des molécules ultra-froides, on peut obtenir différents états de la matière, comme des cristaux superfluides dans lesquels il n'y a pas de friction, ce qui est extrêmement étrange. Personne ne l'a encore observé, mais l'effet est prévu en théorie. Peut-être que nous ne sommes pas loin de voir de tels effets, alors tout le monde est très excité. »Pour voir les états exotiques de la matière, disent les scientifiques, il faut refroidir les molécules environ dix fois plus, c'est-à-dire jusqu'à 50 nanokelvins.Les résultats d'une expérience du Center for Ultracold Atoms du Massachusetts Institute of Technology et de l'Université de Harvard (MIT-Harvard Center of Ultracold Atoms) ont été publiés dans la revue Physical Review Letters. Source: https://habr.com/ru/post/fr380443/
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