Un team di ricercatori dell'Università di Harvard ha sviluppato un modo per creare molecole poliatomiche ultrafredde intrappolandole e raffreddandole in tre dimensioni. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature , il gruppo ne descrive la tecnica e le possibili applicazioni.

Come notano i ricercatori, il raffreddamento laser ha creato progressi in molte aree della scienza, ad esempio ha reso possibile il calcolo della condensazione di Bose-Einstein con atomi neutri. In questo nuovo sforzo, il raffreddamento laser è stato utilizzato per la prima volta per creare molecole poliatomiche ultrafredde.

Il motivo per cui il raffreddamento è così efficace in fisica e chimica è che riduce la complessità delle molecole, e in particolare quella delle reazioni chimiche. Il mezzo tradizionale per raffreddare le molecole consiste nel far puntare i laser sugli atomi per raffreddarli e, per associazione, le molecole che si formano da essi. Un altro approccio ha coinvolto l'uso di sostanze chimiche. E mentre il raffreddamento laser ha dimostrato di essere uno strumento importante, può essere problematico quando si tenta di ottenere il controllo 3D delle molecole biatomiche. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno superato l'ostacolo utilizzando una trappola magneto-ottica (MOT), un dispositivo che utilizza sia il raffreddamento laser che il magnetismo per creare una trappola che può essere utilizzata per raffreddare oggetti come gli atomi.

Nel loro lavoro, i ricercatori hanno iniziato producendo molecole di CaOH, che sono state poi raffreddate a 2 K. Successivamente, le molecole sono state ulteriormente raffreddate utilizzando laser a contropropagazione. Sono stati quindi inseriti nel MOT dotato di sei raggi laser appositamente sintonizzati. L'ultimo passaggio prevedeva l'interruzione del campo magnetico e l'applicazione di "melassa ottica" per raffreddare ulteriormente le molecole, raffreddando le molecole in 3D. Il risultato finale è stato il raffreddamento delle molecole a soli 110 µK.

I ricercatori suggeriscono che il loro approccio apre le porte a nuovi tipi di lavoro che coinvolgono lo studio di molecole poliatomiche e anche simulazioni quantistiche. Suggeriscono inoltre che potrebbe portare a nuovi modi per studiare reazioni più complesse e intricate. Successivamente pianificano di caricare pinzette ottiche con molecole di CaOH e misurare l'accoppiamento del gate quantistico che esiste tra due di esse. + Esplora ulteriormente

La realizzazione di una trappola magneto-ottica 1-D di molecole poliatomiche

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