Una molécula solitaria libre en el espacio frío se enfriará al ralentizar su rotación:perderá espontáneamente su energía de rotación en transiciones cuánticas, generalmente solo una vez cada muchos segundos. Este proceso puede acelerarse, ralentizarse o incluso invertirse mediante colisiones con las partículas circundantes.

En un experimento en el anillo de almacenamiento ultrafrío CSR, los investigadores del MPI for Nuclear Physics midieron la tasa de transiciones cuánticas debidas a los encuentros entre moléculas y electrones al poner en contacto moléculas cargadas aisladas con electrones en condiciones controladas a aproximadamente 26 Kelvin. Por lo tanto, podrían hacer que esta tasa, que hasta ahora solo se conoce mediante cálculos complejos, sea lo suficientemente alta como para determinarla cuantitativamente en un experimento por fin.

Los investigadores probaron la ocupación de los niveles de energía cuántica en los iones de metilideno (CH ⁺ ) por espectroscopia láser durante un máximo de 10 minutos de almacenamiento. Como las transiciones cuánticas espontáneas generan radiación electromagnética, también están conectadas a la excitación de cuerpo negro de las moléculas. Así, los electrones compiten con las ubicuas interacciones radiativas para determinar la ocupación de niveles cuánticos rotacionales en moléculas frías. Por lo tanto, las tasas de cambios de nivel cuántico inducidas por electrones son cruciales para analizar las débiles señales de moléculas en el espacio detectadas por radiotelescopios, o para predecir la reactividad química dependiente del nivel en plasmas diluidos y fríos. La investigación se publica en Physical Review Letters . + Explora más

Uso de iones para encontrar moléculas