Физики создали самую холодную молекулу в истории: имеет очень странную химическую связь

Физики создали молекулу из четырех атомов, которая имеет очень длинную химическую связь, а ее температура выше всего на 134 миллиардных доли градуса от абсолютного нуля (минус 273,15 градусов Цельсия). Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ультрахолодные системы имеют важнейшее значение для понимания квантового поведения, поскольку правила квантовой механики, которые управляют поведением субатомных частиц, преобладают при самых низких температурах. Такие системы позволяют физикам точно контролировать энергию частиц для создания квантовых моделей, которые моделируют другие квантовые системы, имеющие физику, которая до конца не понятна ученым. Изучение квантового поведения в системе ультрахолодных молекул может помочь ученым определить свойства материала, необходимые для создания высокотемпературных сверхпроводников.

Но слишком простая ультрахолодная система может не отражать весь спектр поведения квантовых систем из-за того, что она имеет относительно ограниченное количество квантовых состояний. Но всех квантовых состояний молекулы в миллион раз больше, говорят ученые.

Эти дополнительные квантовые состояния открывают более интересные квантовые вопросы, но затрудняют охлаждение молекул. Чтобы решить эту проблему физики использовали многоэтапный процесс охлаждения для создания самой холодной большой молекулы.

Сначала они использовали лазерные лучи, которые направляются на движущийся атом. Атом поглощает свет и переходит в возбужденное квантовое состояние, а затем сразу же освобождает энергию, чтобы вернуться в основное состояние. При этом атом выделяет немного больше энергии, чем поглощает, и происходит его охлаждение.

Ультрахолодные атомы можно использовать для создания ультрахолодных молекул. Именно с помощью холодных атомов натрия и калия физики сначала создали ультрахолодную двухатомную молекулу. Но чтобы она могла побить температурный рекорд пришлось использовать и метод испарительного охлаждения.

Ученые использовали микроволновый свет для охлаждения молекулы до температуры, которая была всего на 134 миллиардных доли градуса выше абсолютного нуля. Многоэтапный процесс охлаждения привел к тому, что две молекулы натрия и калия, связанные между собой, образовали одну четырехатомную молекулу.

В результате физики создали первую в своем роде большую молекулу из 4 атомов, которая имеет центральную связь в тысячу раз длиннее, чем связь между атомами натрия и калия. При этом данная молекула была создана при температуре, которая более чем в 3 тысячи раз ниже, чем любая предыдущая четырехатомная молекула.

Фокус уже писал о таком необычном агрегатном состоянии вещества, как конденсат Бозе–Эйнштейна. Для создания этой формы вещества также нужны сверхнизкие температуры, но все атомы в этом состоянии ведут себя как один атом.

Также Фокус писал о том, где на самом деле заканчивается Солнечная система. О местоположении границы Солнечной системы до сих пор спорят астрономы, но есть три кандидата на это звание.

Напоминаем, что ученые создали вечную батарею, которая работает от кислорода в теле человека, как уже писал Фокус.