I fisici hanno raffreddato le molecole a solo un pizzico sopra lo zero assoluto — più freddo del bagliore del Big Bang.
Gli scienziati hanno creato tali atomi superchilled, queste sono le molecole più fredde (che sono due o più atomi chimicamente collegati) mai creato, gli scienziati hanno detto. Il risultato potrebbe rivelare la fisica stravagante che si pensa si verifichi a temperature gelide.
Alle normali temperature quotidiane, atomi e molecole sfrecciano a velocità superveloci intorno a noi, persino schiantandosi l’uno contro l’altro. Eppure accadono cose strane quando la materia diventa estremamente fredda. E i fisici avevano pensato che queste particelle avrebbero smesso di comprimersi e collidere come individui, e invece si sarebbero comportate come un unico corpo. Si pensava che il risultato fossero stati esotici della materia mai osservati prima.
Per esplorare questo scenario freddo, un team del MIT, guidato dal fisico Martin Zwierlein, raffreddato un gas sodio potassio utilizzando laser, per dissipare l’energia delle singole molecole di gas. Hanno raffreddato le molecole di gas a temperature fino a 500 nanokelvins-solo 500-miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto (meno 459,67 gradi Fahrenheit, o meno 273,15 gradi Celsius). È più di un milione di volte più freddo dello spazio interstellare. (La densità del gas nel loro esperimento era così piccola che si qualificherebbe come quasi vuoto nella maggior parte dei luoghi.)
Hanno scoperto che le molecole erano abbastanza stabili e tendevano a non reagire con altre molecole intorno a loro. Hanno anche scoperto che le molecole mostravano forti momenti di dipolo, che sono le distribuzioni di cariche elettriche in una molecola che governano il modo in cui attraggono o respingono altre molecole.
Il sodio e il potassio di solito non formano composti — entrambi sono caricati positivamente, quindi di solito si respingono a vicenda e sono attratti da elementi come il cloro, che produce sale da cucina (NaCl) o cloruro di potassio (KCl). Il team del MIT ha usato l’evaporazione, e poi i laser, per raffreddare le nuvole dei singoli atomi. Hanno quindi applicato un campo magnetico per farli aderire per formare molecole di sodio e potassio.
Successivamente, hanno usato un altro set di laser per raffreddare una molecola di sodio potassio. Un laser è stato impostato a una frequenza che corrispondeva allo stato di vibrazione iniziale della molecola e l’altro corrispondeva al suo stato più basso possibile. La molecola del potassio del sodio ha assorbito l’energia più bassa da un laser ed ha emesso l’energia al laser di più alta frequenza. Il risultato è stato uno stato energetico molto basso e una molecola estremamente fredda.
La molecola non era ancora stabile come le sostanze chimiche di tutti i giorni, durando solo 2,5 secondi prima che si rompesse, ma è molto tempo quando si tratta di condizioni estreme come questa. È un passo per raffreddare ulteriormente le molecole, per vedere alcuni degli effetti della meccanica quantistica che le teorie prevedono. Tali effetti sono stati dimostrati in sostanze a singolo atomo come l’elio, ma mai in molecole, che sono più complicate mentre ruotano e vibrano. Ad esempio, l’elio super – freddo diventa un liquido senza viscosità-un superfluido. Teoricamente molecole potrebbero entrare tali stati esotici pure.
Lo studio è stato pubblicato nel numero di maggio 22 dila rivista Physical Review Letters.
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