独特的分子状态在超冷的温度下点控制化学反应的方法

大西洋两边的研究人员公布了新发现的方式两种不同类型的散射共振影响超冷分子的相互作用。论文进一步标志着一步相干控制的化学反应和可能帮助创造和理解的量子物质。

接近绝对零度,热运动模糊了原子和分子的量子行为在室温下几乎停止。研究人员因此寻求理解化学在量子层面和可能继续操纵它。

在1998年,沃尔夫冈Ketterle在麻省理工学院(MIT)和他的同事们第一次观察“Feshbach共振”困钠原子之间的磁场。¹原子通常毫无关系,所以碰撞弹性和样本仍然被困。然而,在一个特定的磁场强度,两个电子能量状态相同的能量。这允许非弹性碰撞粒子的量子波函数干扰,形成不稳定的中间状态。这扰乱了样本和导致它几乎立刻就被摧毁。分子复杂得多,因为他们有更多的内部自由度,但在2022年Ketterle集团定制的碰撞钠原子的量子波函数和钠锂分子。²搜索范围的磁场后,他们发现这就是两个费什巴赫共振的样本的损失率增加,在一个案例中超过一倍。

在第一个的新论文,麻省理工学院的研究人员去一个阶段进一步研究两个sodium-lithium分子之间的碰撞。³他们会看到什么。“如果你比较molecule-molecule与atom-molecule碰撞冲突,可能状态的数目可以高出几个数量级,因此共振特性可以模糊掉了,“Ketterle的博士生说betway必威游戏下载大全朱莉安娜公园,工作的主要作者。但理论并不完美所以我检查它。

她注意到一个极窄的峰值损失率跳两个数量级以上。研究人员提出一个模型,在这个特定的领域,进入Feshbach共振干涉相消波与波离开它,保护中间和造成更多的损失。我们不确定这是正确的模式,“说公园。“如果其他理论能更好地解释它,我们很乐意知道更多。”

实验确认

这就是有用费什巴赫共振Ketterle集团以及其他的很多问题已经证明了,他们有局限性。值得注意的是,它们只存在于分子磁可调电子能级,这就需要他们有未配对电子。然而在2003年,理论物理学家约翰·博翰在美国科罗拉多大学博尔德预测,如果一个微波频率振荡电磁场应用于任何极性分子,分子偶极子可以通过“field-linked共振”互动。⁴在第二个新文件,在德国的科学家们通过实验证实了这一点。⁵

共振发生,因为应用领域修改分子之间的相互作用势,这样他们成为长距离吸引力但排斥,造成分子间潜在的井,将双分子绑定到“胶束”。这是一种远程束缚态,“组长解释道Xin-Yu罗马克斯普朗克研究所量子光学。有长期所谓的p波首次被发现的超流氦- 3在1970年代,”罗说。”,在原则上,我们应该能够创建一个p波超流体从极性分子,但在一个高度可控的交互,因为形状和对称的分子间潜在的分化可以灵活调整,频率和功率的微波。

大卫·德米尔芝加哥大学的说这两篇论文是非凡的。麻省理工学院的工作表明,‘理论家预测不一定是真实的,他说。这是真的这就是广为人知,这些费什巴赫共振,所以广泛应用于原子,可能无法看到分子。这加强了其他工作的重要性,他说。在共振马克斯·普朗克小组认为,分子相距很远。他们所做的一种舞蹈,他们从不靠近在一起,但他们一定会彼此完全由电偶极子相互作用…很像曾经见过的任何分子状态。领域为别人像我这样很酷,但真正令人兴奋的是,您可以使用这些状态影响的分子相互作用控制的方式。