Un team di ricercatori dell'Università di Harvard ha sviluppato un modo per raffreddare le molecole poliatomiche non lineari a temperature estremamente basse. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo ne descrive il metodo ei possibili usi. Eric Hudson con l'Università della California, Los Angeles, ha pubblicato un pezzo di Prospettiva nello stesso numero che descrive la storia decennale del lavoro coinvolto nel tentativo di raffreddare molecole complesse, e delinea anche il lavoro del team in California.

Come osserva Hudson, le prime vere scoperte nel raffreddamento di molecole complesse a temperature estremamente basse sono avvenute negli ultimi 30 anni, a partire da un team che ha sviluppato una tecnica che prevedeva l'attivazione di laser in modalità a dispersione su una particella per ridurne il calore. Hanno vinto un premio Nobel per i loro sforzi. Hudson lo descrive come un po' come sparare palline da ping-pong contro una palla da bowling per rallentarla. Con il passare del tempo, i ricercatori hanno affinato il metodo per usarlo su molecole progressivamente più complicate, la maggior parte erano gas.

Negli ultimi anni, il focus di tali sforzi si è rivolto a complicate molecole non gassose. Il team in questo nuovo sforzo ha esteso tale ricerca dimostrando il raffreddamento laser della molecola poliatomica non lineare CaOCH ₃ lungo un'unica dimensione di un raggio laser, fino a una temperatura di ~700 mK. Hanno anche dimostrato che l'uso della tecnica ha consentito il raffreddamento deterministico separato di due isomeri di spin nucleari.

La tecnica prevedeva l'applicazione di una combinazione di applicazioni di spettroscopia rotazionale-vibrazionale sulle transizioni degli stati molecolari. Tali transizioni implicano la misurazione dei cambiamenti sia negli stati rotazionali che vibrazionali di una molecola. In particolare, quando si verificano tali transizioni, possono assorbire o emettere fotoni con la frequenza proporzionale alle differenze nei livelli di energia.

Hudson suggerisce che il lavoro dimostra che è possibile raffreddare al laser molecole poliatomiche non lineari a temperature estremamente basse, quale, lui nota, è probabile che apra la porta a un nuovo raffreddamento tridimensionale di una varietà di oggetti quantistici. Suggerisce inoltre che la nuova tecnica potrebbe essere utilizzata in computer quantistici avanzati, dispositivi di temporizzazione e chimica.

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