Впервые физики захватили отдельные атомы и наблюдали за их слиянием
Новый метод включает в себя индивидуальное улавливание и охлаждение трех атомов до температуры около одной миллионной Кельвина
Команда физиков из Новой Зеландии смогла удержала отдельные атомы рубидия на месте и наблюдала ранее невиданные взаимодействия.
Новый метод включает в себя индивидуальное улавливание и охлаждение трех атомов до температуры около одной миллионной Кельвина с использованием высокофокусированных лазерных лучей в гиперэвакуационной камере.
Ученые медленно объединяли «лазерные захваты» — ловушки, содержащие атомы, чтобы затем производить контролируемые взаимодействия, которые можно измерить. Сделанные из специально выровненного поляризованного света, эти лазерные захваты могут действовать как оптические ловушки для крошечных объектов.
Моделирование того, как это происходит, является реальной проблемой. Ясно, что два атома должны подойти достаточно близко, чтобы они могли образовать связь, в то время как третий отнимает часть этой энергии связи, чтобы оставить их связанными.
«Два атома сами по себе не могут образовать молекулу, для химии требуется по крайней мере три», — говорят исследователи. «Наша работа — первая, когда этот базовый процесс изучался изолированно, и оказалось, что он дал несколько удивительных результатов, которые не ожидались от предыдущих измерений в больших облаках атомов».
Исследователи смогли увидеть точные результаты отдельных процессов, и наблюдали новый процесс, когда два атома соединяются вместе. До сих пор этот уровень детализации невозможно было наблюдать в экспериментах со многими атомами.
«Работая на новом молекулярном уровне, мы теперь знаем больше о том, как атомы сталкиваются и реагируют друг с другом», — говорят ученые. «С дальнейшим развитием наш метод может обеспечить способ создания и контроля отдельных молекул определенных химических веществ».
Результаты эксперимента показали, что для образования молекулы потребовалось гораздо больше времени, чем ожидалось, по сравнению с другими экспериментами и теоретическими расчетами, которые в настоящее время не могут найти объяснения этого явления.
Хотя авторы предлагают механизмы, которые могут объяснить такое несоответствие, они подчеркивают необходимость дальнейших теоретических разработок в этой области экспериментальной квантовой механики.
Новое исследование было опубликовано в издании Physical Review Letters.