محققان موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک روش جدیدی برای خنک کردن گاز مولکول‌های قطبی تا نزدیک به صفر مطلق ایجاد کرده‌اند. این دستاورد راه را برای مطالعه اثرات کوانتومی و اشکال جدید مواد هموار می‌کند. محققان از گازی از مولکول‌های سدیم‌پتاسیم (NaK) استفاده کردند که توسط نور لیزر در یک تله نوری محبوس شده بود. محققان برای خنک سازی از تکنیکی موسوم به خنک سازی تبخیری استفاده کردند که در گذشته نیز برای سردسازی اتم‌ها استفاده شده است. این روش مشابه فرآیند آشنایی عمل می‌کند، که باعث می‌شود یک فنجان قهوه داغ خنک شود. در قهوه، مولکول‌ها دائما با هم برخورد می‌کنند و در نتیجه بخش هایی از انرژی جنبشی خود را مبادله می کنند. اگر دو مولکول بسیار پرانرژی با هم برخورد کنند، یکی از آنها می تواند آنقدر پر انرژی شود که از قهوه به صورت بخار فرار کند و مولکول‌های دیگر با انرژی کمتر باقی بمانند و قهوه به تدریج خنک شود. اما در مورد مولکول‌ها به دلیل ساختارهای پیچیده‌تر انجام این فرایند ساده نیست. مولکول‌های قطبی مانند آهن‌رباهای کوچکی عمل می‌کنند که می‌توانند به هم بچسبند و برخورد کمتری داشته باشند. برای غلبه بر این مانع، دانشمندان به ترفند تازه‌ای تکیه کردند. استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی که به عنوان سپر انرژی برای مولکول ها عمل می کند و از چسبیدن آنها به یکدیگر جلوگیری می کند. این سپر انرژی با استفاده از یک میدان مایکروویو دوار قوی ایجاد شد. این میدان باعث می شود که مولکول‌ها با فرکانس بالاتری بچرخند. اگر دو مولکول بیش از حد به یکدیگر نزدیک شوند، بنابراین می توانند انرژی جنبشی را مبادله کنند، اما در عین حال خود را به گونه ای تراز می کنند که یکدیگر را دفع می کنند و دوباره به سرعت از هم جدا می شوند. به این ترتیب، محققان ماکس پلانک موفق شدند گازی از مولکول های سدیم-پتاسیم را تا 21 میلیاردم درجه (21nK) بالای صفر مطلق خنک کنند. با این کار آنها رکورد جدیدی در دمای پایین برای مولکول‌ها ثبت کردند.
لینک خبر:https://www.mpq.mpg.de/6731485/07-ultracold-microwave-molecules
