Физики создали самые холодные молекулы

Американские ученые создали самые холодные молекулы, охладив газ из натрия и калия (NaK) до 500 нанокельвинов. Об открытии сообщается в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает издание Live Science.

Физики давно размышляют о том, как ведет себя материя при сверхнизких температурах. Считается, что атомы и молекулы перестанут сталкиваться друг с другом и начнут вести себя как единое целое.

Чтобы проверить эту гипотезу, Мартин Цвирляйн (Martin Zwierlein) из Массачусетского технологического университета и его коллеги охладили (с помощью лазера) газ из атомов натрия и калия до 500 нанокельвинов (это всего на 500 миллиардных градуса выше абсолютного нуля температур и почти в миллион раз холоднее, чем межзвездное пространство).

Обнаружилось, что молекулы стали стабильными и почти не вступали в реакцию с другими молекулами. Кроме того, у них оказался сильный дипольный момент.

В норме натрий и калий не образуют соединения (оба эти элемента имеют низкую электроотрицательность и стремятся отдавать электроны). Притягивают их другие вещества: например, хлор, в соединении с которым образуется поваренная соль (NaCl), или хлорид калия (KCl).

Физики получили молекулы NaK, испарив облака отдельных атомов, а затем охладив их лазерами. После этого атомы «склеили» с помощью магнитного поля. Наконец, охладили молекулу натрия-калия другими лазерами: один лазер был настроен на частоту, соответствующую изначальному колебательному состоянию молекулы, а другой — самому низкому из возможных. Молекула NaK поглотила энергию второго лазера и излучила ее на первый — так ученые добились крайне низкоэнергетического состояния и минимальной температуры молекулы. Прожило соединение две с половиной секунды, после чего распалось на атомы.

Ученые планируют охладить NaK до еще более низких температур, чтобы воочию увидеть странное поведение, предсказанное квантовой механикой. Такие эффекты пока наблюдали лишь в веществах из однородных атомов (например, сверххолодный гелий становится жидкостью, лишенной вязкости, — сверхтекучей жидкостью).

lenta.ru

Оставаться в курсе всех наших новостей?

<div style="border:1px; width:450px; border-color:#701c1f; background-color:#F5F5F5; font-family:Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif"><div style="float:right; text-align:right"><a href="http://polit.pro"><img src="http://polit.pro/logo.png" height="15"/></a><br /><a href="<?if()?><?else?>/_nw/269/00489070.jpg<?endif?>" class="class1"><img src="/_nw/269/00489070.jpg" width="105" border="2"></a></div><b style="font-size:13px"><span style="color:#701c1f;">15 Июня 2015</span> - Физики создали самые холодные молекулы</b><br /><span style="font-size:11px"><a href="/news/1-0-8" title="Ещё материалы >>>" style="text-decoration:none; color:#000000"><div id="nativeroll_video_cont" style="display:none;"></div>Американские ученые создали самые холодные молекулы, охладив газ из натрия и калия (NaK) до 500 нанокельвинов. Об открытии сообщается в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает издание Live Science. <br /><br /> Физики давно размышляют о том, как ведет себя материя при сверхнизких температурах. Считается, что атомы и молекулы перестанут сталкиваться друг с другом и начнут вести себя как единое целое. <br /><br /> Чтобы проверить эту гипотезу, Мартин Цвирляйн (Martin Zwierlein) из Массачусетского технологического университета и его коллеги охладили (с помощью лазера) газ из атомов натрия и калия до 500 нанокельвинов (это всего на 500 миллиардных градуса выше абсолютного нуля температур и почти в миллион раз холоднее, чем межзвездное пространство). <br /><br /> Обнаружилось, что молекулы стали стабильными и почти не вступали в реакцию с другими молекулами. Кроме того, у них оказался сильный дипольный момент. <br /><br /> В норме натрий и калий не образуют соединения (оба эти элемента имеют низкую электроотрицательность и стремятся отдавать электроны). Притягивают их другие вещества: например, хлор, в соединении с которым образуется поваренная соль (NaCl), или хлорид калия (KCl). <br /><br /> Физики получили молекулы NaK, испарив облака отдельных атомов, а затем охладив их лазерами. После этого атомы «склеили» с помощью магнитного поля. Наконец, охладили молекулу натрия-калия другими лазерами: один лазер был настроен на частоту, соответствующую изначальному колебательному состоянию молекулы, а другой — самому низкому из возможных. Молекула NaK поглотила энергию второго лазера и излучила ее на первый — так ученые добились крайне низкоэнергетического состояния и минимальной температуры молекулы. Прожило соединение две с половиной секунды, после чего распалось на атомы. <br /><br /> Ученые планируют охладить NaK до еще более низких температур, чтобы воочию увидеть странное поведение, предсказанное квантовой механикой. Такие эффекты пока наблюдали лишь в веществах из однородных атомов (например, сверххолодный гелий становится жидкостью, лишенной вязкости, — сверхтекучей жидкостью). <br /><br /> lenta.ru <br /><br /> <iframe src="//www.facebook.com/plugins/follow?href=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Falexis.lushnikov&layout=standard&show_faces=true&colorscheme=light&width=450&height=80" scrolling="no" frameborder="0" style="border:none; overflow:hidden; width:450px; height:80px;" allowTransparency="true"></iframe>
		<script>
			var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont');

if (container) {
				var parent = container.parentElement;

if (parent) {
					const wrapper = document.createElement('div');
					wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper');

parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling);
				}
			}
		</script>
	</a></span></div>