FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Физики впервые охладили молекулы до температуры 220 нанокельвин

Hyungmok Son, et al. / Nature, 2020

 

Группа физиков из США охладила молекулы натрий-литий до температуры 220 нанокельвин за счет столкновений с ультрахолодными атомами натрия. Работа опубликована в журнале Nature.

Испарительное охлаждение используется как для понижения температуры нашего тела, когда мы потеем, так и для охлаждения помещений и приборов. Природа этого феномена заключается в том, что горячие частицы охлаждаемой системы сталкиваются с частицами охладителя, передавая им свой импульс, а последние, в свою очередь, покидают систему. 

В атомной физике испарительное охлаждение применяется для снижения энергии колебаний ансамбля атомов. Технология использует электромагнитное поле для улавливания атомов в оптическую ловушку. С течением времени атомы сталкиваются друг с другом и некоторые из них становятся подвижнее, чем другие. Такие высокоэнергетичные атомы покидают ловушку, понижая тем самым энергию всей системы и снижая температуру оставшихся атомов.

Охлажденные квантовые системы могут быть использованы в качестве симулятора различных систем физики конденсированного состояния или ядерной физики. Однако у отдельных атомов слишком мало степеней свободы, что ограничивает возможности симулятора. За последние 15 лет был сделан серьезный прогресс в охлаждении более сложных объектов, таких как молекулы, но, к сожалению, достигнутые температуры ограничивались до сих пор десятками милликельвинов.

Физики из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета под руководством профессора Алана Джемисона (Alan Jamison) впервые сумели охладить ансамбль молекул за счет испарительного охлаждения до температуры 220 нанокельвин. Для этого ученые поместили 30 тысяч молекул NaLi и 100 тысяч атомов натрия в оптическую ловушку, в которой частицы удерживались электромагнитным полем.

 

Экспериментальная установка.

Hyungmok Son, et al. / Nature (2020)

 

Через некоторое время молекулы и атом начинали термализоваться за счет столкновений друг с другом. После первого естественного этапа столкновения часть атомов натрия покинула ловушку, понизив температуру молекул до 2.2 микрокельвина. 

 

Термализация молекул и атомов.

Hyungmok Son, et al. / Nature (2020)

 

Затем физики повторно сталкивали молекулы и атомы, что приводило к дополнительному охлаждению молекул. Преднамеренные столкновения производились за счет модуляции поля в ловушке: удерживающий потенциал для молекул глубже, чем для атомов, что позволяет эффективно производить испарительное охлаждение молекул. За два цикла температура молекул достигла рекордной отметки в 220 нанокельвин.

 

Число молекл в оптической ловушке, и их температура. За два цикла столкновений температура опускается до сотни нанокельвин.

Hyungmok Son, et al. / Nature (2020)

 

Ученые утверждают, что коллизионные свойства смеси атомов натрия и молекул натрий-литий имеют большие перспективы для охлаждения и других систем из легких молекул. Недавно мы писали о том, как физикам удалось охладить частицу, состоящую из 100 миллионов атомов, с помощью оптического пинцета, а в 2018 году ученые впервые получили охлажденный конденсат фотонов.

Михаил Перельштейн

Источник: N+1

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Графен в медицине

Ксения Рыкова для ПостНауки

Астрономы поймали длинный гамма-всплеск от взрыва далекой сверхновой

Астрономы смогли достоверно обнаружить новую пару сверхновая—гамма-всплеск в далекой галактике. Подобные открытия позволяют понять связь между этими катаклизмами и более детально разобраться в механизмах генерации гамма-всплесков.

Взрыв сверхновой разложили на этапы

Сверхновые звёзды — основной источник элементов жизни во Вселенной. Существование человечества и всего живого стало возможно благодаря тем химическим элементам, которые были получены в результате взрыва сверхновых звёзд.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ученые обнаружили самую полезную в мире пресноводную рыбу на севере Красноярского края

Молодым ученым вручили премии Президента в области науки и инноваций за 2019 год

6 февраля в Кремле состоялась церемония вручения премии Президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2019 год.

Ноев Ковчег глазами художников: «Криобанка» и образовательный троллейбус

Клетки человека на автобусе, анимированная ящерица-преподаватель, видеоблог «Криобанка» и ещё 8 просветительских проектов подготовили студенты-иллюстраторы из Британско

Спинтроника: почему компьютеры будут работать быстрее

Ксения Рыкова для ПостНауки

Химиками МГУ открыт новый белок, защищающий клетки от гибели