Ilustración de resonancias magnéticamente sintonizables de Feshbach en colisiones átomo-molécula ultrafrías. Crédito:equipo de Jian-wei Pan
Por primera vez, un equipo dirigido por el profesor Jian-Wei Pan y el profesor Bo Zhao de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, han observado con éxito resonancias de dispersión entre átomos y moléculas a temperaturas ultrabajas, arrojar luz sobre la naturaleza cuántica de las interacciones átomo-molécula que hasta ahora solo se han discutido en teoría. Estas observaciones ayudan en gran medida al avance de las moléculas polares ultrafrías y la física química ultrafrías. Los nuevos conocimientos informan a varias otras disciplinas, como diseñar relojes de alta precisión, microscopios potentes, brújulas biológicas y ordenadores cuánticos superpoderosos.
El campo de la física química, una subcategoría de la química cuántica, se ha centrado durante mucho tiempo en comprender las interacciones de los átomos y las moléculas en sus niveles más básicos. Específicamente, el objetivo ha sido dilucidar las resonancias dispersas, un fenómeno cuántico notable que se espera sea una rutina más que una excepción a temperaturas cercanas al cero absoluto. Específico para esta investigación, el enfoque ha sido la comprensión de la dispersión de resonancias de moléculas pesadas a temperaturas ultra frías, condiciones en las que las partículas se mueven tan lentamente que uno tiene tiempo suficiente para investigar y controlar su estructura y movimiento con campos eléctricos o magnéticos.
El primer estudio de su tipo se publica en la revista Ciencias esta semana. Describe un tipo específico de interacción entre átomos y moléculas, a saber, potasio-40 ( 40 K) átomos y sodio-23-potasio-40 ( 23 N / A 40 K) moléculas. Esta interacción tuvo lugar a temperaturas ultrabajas y fue manipulada por un campo magnético. De este modo, los autores pudieron observar las resonancias de dispersión específicas, entre los átomos y moléculas antes mencionados, que hasta ahora solo ha sido teorizado.
"Las moléculas son pesadas, y la estructura de su campo energético es muy compleja, que puede resultar en una gran cantidad de resonancias átomo-molécula, "según Bo Zhao." La teoría no puede predecir las posiciones de estas resonancias átomo-molécula. De hecho, no está claro si las resonancias átomo-molécula a temperaturas ultra frías se pueden resolver y observar antes de nuestro trabajo, " él añade.
Los hallazgos de las noticias ofrecen conocimientos que se pueden aplicar para comprender mejor otras interacciones átomo-molécula. El equipo de la USTC ha ideado una herramienta que puede monitorear con precisión el comportamiento de las partículas para que una gran cantidad de otras interacciones y dinámicas puedan visualizarse en lugar de teorizarse.
En sus esfuerzos futuros, el equipo tiene como objetivo explorar aún más parámetros para comprenderlos. "El siguiente paso es medir más resonancias e intentar comprenderlas. Nuestra esperanza es colaborar con los teóricos y encontrar un modelo preciso y predictivo que pueda comprender y predecir la dispersión átomo-molécula a temperaturas ultrabajas. Este es el oro definitivo de estudiar colisiones ultrafrías que involucran moléculas, "según Zhao.
