L'anello di accumulo criogenico CSR presso il Max Planck Institute for Nuclear Physics con il raffreddatore di elettroni. Credito:MPIK
Una molecola solitaria libera nello spazio freddo si raffredderà rallentando la sua rotazione:perderà spontaneamente la sua energia rotazionale nelle transizioni quantistiche, in genere solo una volta ogni molti secondi. Questo processo può essere accelerato, rallentato o addirittura invertito dalle collisioni con le particelle circostanti.
In un esperimento presso l'anello di accumulo ultrafreddo CSR, i ricercatori dell'MPI per la fisica nucleare hanno misurato la velocità delle transizioni quantistiche dovute agli incontri tra molecole ed elettroni portando molecole isolate e cariche a contatto con elettroni in condizioni controllate a circa 26 Kelvin. Pertanto, potrebbero rendere questo tasso, noto finora solo da calcoli complessi, abbastanza alto da essere finalmente determinato quantitativamente in un esperimento.
I ricercatori hanno sondato l'occupazione dei livelli di energia quantistica negli ioni metilidene (CH + ) mediante spettroscopia laser per un massimo di 10 minuti di conservazione. Poiché le transizioni quantistiche spontanee generano radiazioni elettromagnetiche, sono collegate anche all'eccitazione del corpo nero delle molecole. Pertanto, gli elettroni competono con le onnipresenti interazioni radiative per determinare l'occupazione dei livelli quantistici rotazionali nelle molecole fredde. Pertanto, i tassi di variazione del livello quantistico indotti dagli elettroni sono cruciali per analizzare i deboli segnali delle molecole nello spazio rilevati dai radiotelescopi o per prevedere la reattività chimica dipendente dal livello in plasmi diluiti e freddi. La ricerca è pubblicata in Physical Review Letters . + Esplora ulteriormente
