18 секунд спокойствия. Физики научились контролировать молекулы с точностью 99,8%.
NewsMakerУченые завели молекулам «нянек» из ионов кальция. Теперь те ведут себя прилично.
Учёные из Национального института стандартов и технологий США (NIST) добились беспрецедентного уровня контроля над молекулой — ионом моногидрида кальция, состоящим из одного атома водорода и одного атома кальция. Это достижение открывает новые возможности для квантовых технологий, химических исследований и изучения физики за пределами Стандартной модели.
«Чтобы контролировать частицу, нужно зафиксировать её в одном конкретном состоянии. У молекулы множество состояний из-за вращения и вибрации — именно это делает молекулы намного сложнее в управлении, чем атомы», — пояснил Далтон Чаффи, ведущий автор исследования.
Для достижения контроля команда использовала метод квантовой логической спектроскопии, изначально разработанный для повышения точности атомных часов на основе ионов алюминия. Исследователи применили ион кальция в качестве «помощника»: оба иона удерживаются вместе в ловушке и отталкиваются друг от друга из-за одинакового заряда — словно их разделяет сжатая пружина.
Молекула моногидрида кальция плохо взаимодействует с лазером, а вот одиночный ион кальция — отлично. С помощью лазеров учёные охлаждают ион кальция, замедляя его движение, и молекула-«напарник» тоже замедляется. Охлаждение критически важно: в холодной среде молекулярное состояние сохраняется в десять раз дольше, чем при комнатной температуре.
Учёные из Национального института стандартов и технологий США (NIST) добились беспрецедентного уровня контроля над молекулой — ионом моногидрида кальция, состоящим из одного атома водорода и одного атома кальция. Это достижение открывает новые возможности для квантовых технологий, химических исследований и изучения физики за пределами Стандартной модели.
«Чтобы контролировать частицу, нужно зафиксировать её в одном конкретном состоянии. У молекулы множество состояний из-за вращения и вибрации — именно это делает молекулы намного сложнее в управлении, чем атомы», — пояснил Далтон Чаффи, ведущий автор исследования.
Для достижения контроля команда использовала метод квантовой логической спектроскопии, изначально разработанный для повышения точности атомных часов на основе ионов алюминия. Исследователи применили ион кальция в качестве «помощника»: оба иона удерживаются вместе в ловушке и отталкиваются друг от друга из-за одинакового заряда — словно их разделяет сжатая пружина.
Молекула моногидрида кальция плохо взаимодействует с лазером, а вот одиночный ион кальция — отлично. С помощью лазеров учёные охлаждают ион кальция, замедляя его движение, и молекула-«напарник» тоже замедляется. Охлаждение критически важно: в холодной среде молекулярное состояние сохраняется в десять раз дольше, чем при комнатной температуре.