برای اولین بار مولکول‌های سه اتمی با لیزر تا دماهای فوق سرد، توسط پژوهشگرانی از دانشگاه هاروارد خنک‌سازی شده‌اند.

ابر مولکول‌های سه اتمی هیدروکسید استرنسیوم سرد شده

خنک‌سازی گازهای اتمی تا دماهای فوق سرد، اولین بار در اواخر دهه 1970 توسعه داده شد که این امر تحولی در مطالعه حالت‌های کوانتومی ماده پدید آورد؛ نظیر چگالش بوز-انیشتین و فرمی-دیراک. این روش بر مبنای این حقیقت استوار است که فوتون‌ها مقادیر کوچکی از اندازه‌ حرکت را با خود حمل می‌کنند. تحت شرایط خاص، جذب و گسیل مکرر آن‌ها توسط اتم، سبب می‌شود تا حرکت تصادفی و در نتیجه دمای آن کاهش یابد.

خنک‌سازی لیزری مولکول‌ها به جای اتم‌ها به واسطه درجات آزادی چرخشی و ارتعاشی که دارا هستند، فرآیند پیچیده‌ای محسوب می‌شود. این درجات آزادی می‌تواند مولکول را در حالتی قرار دهد که دیگر در فرآیند خنک‌سازی شرکت نکند.

اکنون پژوهشگران آمریکایی توانسته‌اند مولکولی از هیدروکسید سه اتمی استرنسیوم را با این روش خنک‌سازی کنند. در این روش مولکول‌ها انرژی جنبشی خود را به واسطه غلبه بر سد پتانسیلی که توسط یک لیزر ایجاد شده است، از دست می‌دهند. هنگامی که اتم‌ها به جایی رسیدند که دیگر با نور برهمکنش نمی‌کنند، یک میدان مغناطیسی اتم‌ها را دوباره به حالت اول برمی‌گرداند تا دوباره این فرآیند از سر گرفته شود. با تکرار این فرآیند، انرژی جنبشی اتم‌ها به مرور کاسته می‌شود و در نتیجه کاهش حرکت‌های تصادفی و به واسطه آن کاهش دما رخ می‌دهد.

عامل موفقیت این گروه سرعت اجرای فرآیند بود. زیرا در این حالت احتمال آنکه مولکول ‌دیگر در فرآیند سردسازی مشارکت نکند، کاهش می‌یابد.

منبع: physicsworld.com