Физикам удалось охладить молекулу почти до абсолютного ноля
Лазерное охлаждение до сверхнизких температур используется для достижения очень низких температур в очень маленьких частицах вещества, чаще всего индивидуальных атомах, с 1970-х годов. Этот процесс сводится к тому, чтобы заставить электроны атома испускать фотоны, теряя при этом энергию и переходя на минимальные разрешённые энергетические уровни. Остудить таким образом молекулы гораздо сложнее, чем отдельные атомы: электроны в них распределены между ядрами в химических связях их сложнее поймать и заставить терять энергию.
Трехатомные молекулы гидроксида стронция (SrOH) поместили в лазерную установку Массачусетского технологического института и охладили до температуры, измеряющейся тысячными долями кельвина. Для сравнения: даже самые холодные уголки космоса имеют температуру не меньше двух кельвинов — их согревает реликтовое излучение, пронизывающее Вселенную со времен Большого Взрыва. По расчётам Козырева и его коллег, подобным образом можно охлаждать молекулы, содержащие до 15 атомов.
Охлаждённые до сверхнизких температур молекулы могут стать основой молекулярной квантовой электроники, считают авторы эксперимента. «С помощью лазера можно не только охлаждать молекулы, но и с высокой точностью менять их характеристики,» — объяснил Козырев в интервью журналу New Scientist. А если физики научатся произвольно менять характеристики отдельных электронов в больших молекулах, это позволит использовать такие молекулы для хранения информации. Но молекулярные квантовые компьютеры — это дело отдалённого будущего, а в ближайшее время техника охлаждения атомов, соединённых химическими связями, пригодится химикам для изучения механизмов реакций в мельчайших деталях.
Статья об эксперименте опубликована в журнале Physical Review Letters.