Bilim insanları, şimdiye kadar kaydedilmiş en soğuk dört-atomlu molekülü oluşturarak çığır açtı.
Sodyum ve potasyumun alışılmadık bir şekilde düzenlenmiş bir molekülü, sadece mutlak sıfırın 134 nanokelvininde veya 134 milyarda bir derece sıcaklıkta üretildi. Bu olağanüstü soğuk materyal, araştırmacılar tarafından 31 Ocak’ta Nature dergisinde tanımlandı.
Ultracold sistemler, kuantum mekaniğinin düşük sıcaklıklarda hakim olduğu için kuantum davranışını anlamak için hayati öneme sahiptir. Bu sistemler aynı zamanda, kuantum simülasyonları oluşturmak için parçacıkların enerjisini hassas bir şekilde kontrol etmeyi sağlar. Bu simülasyonlar, henüz tam olarak anlaşılmamış fizik ile diğer kuantum sistemlerini modellemeye yardımcı olur. Örneğin, ultracold moleküllerin kuantum davranışını incelemek, bir gün yüksek sıcaklıkta süperiletkenlerde gereken malzeme özelliklerini belirlemeye yardımcı olabilir.
Ancak, bir sorun var: çok basit bir ultrasoğuk sistem, ilginç kuantum sistemlerindeki tüm davranışı yakalayamayabilir. Daha karmaşık bir yapı eklemek ise etkili bir deney tasarımını zorlaştırır.
Bu sorunu çözmek için, Çin Bilimler Akademisi’nden fizikçi Tao Shi ve uluslararası işbirlikçileri, lazer soğutma gibi çok aşamalı bir soğutma süreci kullandı ve rekor kıran molekülleri üretmeye başladı.
Bu soğutma yöntemi, hareketli bir atoma her yönden ateşlenen lazer ışınlarını kullanır. Atom, ışığı emer ve heyecanlı bir kuantum duruma girer, ardından hemen temel durumuna dönmek için enerjiyi serbest bırakır. Ancak, bir molekül için kullanıldığında, bu tekniğin zorluğu vardır çünkü bir molekülün birçok temel durumu olabilir. Ancak, ultracold atomlar, ultracold moleküller oluşturmak için mükemmel bir başlangıç noktası sağlar.
Araştırmacılar, sodyum ve potasyum atomlarının zayıf bir şekilde birleştirilmesiyle bu molekülleri oluşturmayı başardı. Ancak, bu işlem sırasında moleküller bir araya yapıştı ve araştırmacılar onları tam olarak kontrol edemediler. Ancak, hassas bir şekilde kontrol edilmiş mikrodalgalar kullanarak bu sorunu aşmayı başardılar ve sonunda (NaK)2 adlı dört-atomlu bir molekül oluşturdular.
Bu olağanüstü keşif, yüksek sıcaklıkta süperiletkenler ve daha iyi lityum piller gibi alanlarda bilinmeyen teorik noktalara ulaşmamızı sağlayacak.
