natuurkundigen hebben moleculen gekoeld tot een klein beetje boven het absolute nulpunt — kouder dan de nagloed van de oerknal.
wetenschappers hebben zulke superchilled atomen gemaakt, dit zijn de koudste moleculen (die twee of meer atomen chemisch verbonden zijn) ooit gemaakt, zeiden de wetenschappers. De prestatie zou kunnen onthullen de maffe fysica dacht te gebeuren bij jaw-droppingly koude temperaturen.
bij normale dagelijkse temperaturen, vliegen atomen en moleculen met supersnelle snelheden om ons heen, zelfs botsen ze tegen elkaar. Toch gebeuren er vreemde dingen als materie extreem koud wordt. Natuurkundigen dachten dat deze deeltjes niet meer zouden zippen en botsen als individuen, maar zich zouden gedragen als één enkel lichaam. Het resultaat werd beschouwd als exotische toestanden van materie die nooit eerder werden waargenomen. om dit koude scenario te onderzoeken, koelde een team aan het MIT, onder leiding van natuurkundige Martin Zwierlein, een natriumkaliumgas af met behulp van lasers, om de energie van individuele gasmoleculen af te voeren. Ze koelden de gasmoleculen tot temperaturen zo laag als 500 nanokelvins – slechts 500 miljardsten van een graad boven het absolute nulpunt (min 459,67 graden Fahrenheit, of min 273,15 graden Celsius). Dat is meer dan een miljoen keer kouder dan de interstellaire ruimte. (De dichtheid van het gas in hun experiment was zo klein dat het zou kwalificeren als bijna-vacuüm op de meeste plaatsen.)
ze vonden dat de moleculen vrij stabiel waren, en de neiging om niet te reageren met andere moleculen om hen heen. Ze vonden ook dat de moleculen sterke dipoolmomenten vertoonden, die de distributies van elektrische ladingen in een molecuul zijn die bepalen hoe ze andere moleculen aantrekken of afstoten.
natrium en kalium vormen meestal geen verbindingen — beide zijn positief geladen, dus stoten ze elkaar meestal af, en worden aangetrokken door elementen zoals chloor, dat keukenzout (NaCl) of kaliumchloride (KCl) maakt. Het MIT-team gebruikte verdamping en lasers om de wolken van individuele atomen af te koelen. Ze gebruikten een magnetisch veld om ze aan elkaar te laten plakken om natriumkaliummoleculen te vormen.
vervolgens gebruikten ze een andere set lasers om een natriumkaliummolecuul af te koelen. De ene laser werd geplaatst op een frequentie die de aanvankelijke trillende staat van de molecule aanpaste, en de andere paste zijn laagst mogelijke staat aan. Het natriumkaliummolecuul absorbeerde de lagere energie van één laser en zond energie uit aan de laser met een hogere frequentie. Het resultaat was een zeer lage energietoestand en een extreem koud molecuul.
het molecuul was nog steeds niet zo stabiel als alledaagse chemicaliën en duurde slechts 2,5 seconden voordat het uiteenviel, maar dat is een lange tijd wanneer het te maken heeft met extreme omstandigheden zoals deze. Het is een stap om de moleculen nog verder te koelen, om enkele van de kwantummechanische effecten te zien die theorieën voorspellen. Dergelijke effecten zijn aangetoond in één atoom stoffen zoals helium, maar nooit in moleculen, die ingewikkelder zijn als ze draaien en trillen. Zo wordt superkoud helium een vloeistof zonder viscositeit – een superfluïd. Theoretisch kunnen moleculen dergelijke exotische toestanden ook binnengaan.de studie werd gepubliceerd in het nummer van 22 mei van het tijdschrift Physical Review Letters.
volg Live Science @livescience, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over Live Science.
- Foto ‘ s: De 8 koudste plaatsen op aarde
- Elementary, My Dear: 8 elementen waarvan je nog nooit gehoord hebt
- galerij: dromerige beelden onthullen schoonheid in de natuurkunde