As it yn 'e kâlde romte frij is, sil it molekule spontaan ôfkuolje troch syn rotaasje te fertragen en rotaasje-enerzjy te ferliezen yn kwantumtransysjes. Fysisy hawwe oantoand dat dit rotaasjekoelingsproses fersneld, fertrage of sels omkeard wurde kin troch botsingen fan molekulen mei omlizzende dieltsjes .googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Undersikers fan it Max-Planck Ynstitút foar Nuclear Physics yn Dútslân en it Columbia Astrophysical Laboratory hawwe koartlyn in eksperimint útfierd dat rjochte is op it mjitten fan de kwantumtransysjeraten feroarsake troch botsingen tusken molekulen en elektroanen. fan dizze ferhâlding, dy't earder allinnich mar teoretysk ynskatte is.
"As elektroanen en molekulêre ioanen oanwêzich binne yn in swak ionisearre gas, kin de leechste populaasje fan molekulen op kwantumnivo feroarje by botsingen," fertelde Ábel Kálosi, ien fan 'e ûndersikers dy't de stúdzje útfierde, oan Phys.org. "In foarbyld hjirfan. proses is yn interstellêre wolken, dêr't waarnimmings litte sjen dat molekulen foar it grutste part yn harren leechste kwantum steaten.De attraksje tusken negatyf opladen elektroanen en posityf opladen molekulêre ioanen makket it proses fan elektroanenbotsing benammen effisjint.
Jierrenlang besykje natuerkundigen teoretysk te bepalen hoe sterk frije elektroanen ynteraksje mei molekulen by botsingen en úteinlik harren rotaasjetastân feroarje. Har teoretyske foarsizzings binne lykwols oant no ta net hifke yn in eksperimintele setting.
"Oant no binne gjin mjittingen makke om de jildigens fan 'e feroaring yn rotaasje-enerzjynivo's te bepalen foar in opjûne elektroanentichtens en temperatuer," ferklearret Kálosi.
Om dizze mjitting te sammeljen, brochten Kálosi en syn kollega's isolearre opladen molekulen yn nau kontakt mei elektroanen by temperatueren om de 25 Kelvin hinne. Dit koe se eksperiminteel teoretyske oannames en foarsizzings testen dy't yn eardere wurken sketst binne.
Yn har eksperiminten brûkten de ûndersikers in kryogene opslachring by it Max-Planck Ynstitút foar Nuclear Physics yn Heidelberg, Dútslân, ûntworpen foar soarte-selektive molekulêre ionbalken. wurdt foar in grut part lege út alle oare eftergrûn gassen.
"Yn in kryogene ring kinne opsleine ioanen radiatyf koel wurde oant de temperatuer fan 'e ringmuorren, wêrtroch't ioanen op' e leechste pear kwantumnivo's opbringe," ferklearret Kálosi. "Kryogenyske opslachringen binne koartlyn boud yn ferskate lannen, mar ús foarsjenning is de ienige útrist mei in spesjaal ûntwurpen elektroanen beam dy't kin wurde rjochte yn kontakt mei molekulêre ioanen.De ioanen wurde ferskate minuten opslein yn dizze ring, in laser wurdt brûkt om de rotaasje-enerzjy fan molekulêre ioanen te ûndersiikjen.
Troch in spesifike optyske golflingte te kiezen foar syn sondelaser, koe it team in lyts fraksje fan 'e opsleine ioanen ferneatigje as har rotaasje-enerzjynivo's oerienkomme mei dy golflingte.
It team sammele har mjittingen yn 'e oanwêzigens en ôfwêzigens fan elektroanenbotsingen. Dit liet har feroaringen yn' e horizontale populaasje ûntdekke ûnder de lege temperatuerbetingsten yn it eksperimint.
"Om it proses fan rotational state-feroarjende botsingen te mjitten, is it needsaaklik om te soargjen dat d'r allinich it leechste rotaasje-enerzjynivo is yn it molekulêre ion," sei Kálosi. voluminten, mei help fan kryogene koeling oant temperatueren goed ûnder keamertemperatuer, dy't faak tichtby 300 Kelvin is.Yn dit folume kinne molekulen isolearre wurde fan ubiquitêre molekulen, Infraread termyske strieling fan ús omjouwing.
Yn har eksperiminten koenen Kálosi en syn kollega's eksperimintele betingsten berikke wêryn elektroanenbotsingen stralingstransysjes dominearje.Troch genôch elektroanen te brûken koenen se kwantitative mjittingen fan elektroanenbotsingen mei CH+ molekulêre ioanen sammelje.
"Wy fûnen dat de elektroanen-induzearre rotaasje-oergongsnivo oerienkomt mei eardere teoretyske foarsizzings," sei Kálosi. "Us mjittingen jouwe de earste eksperimintele test fan besteande teoretyske foarsizzings.Wy ferwachtsje dat takomstige berekkeningen mear sille rjochtsje op de mooglike effekten fan elektroanenbotsingen op de leechste enerzjynivo-populaasjes yn kâlde, isolearre kwantumsystemen.
Neist it befêstigjen fan teoretyske foarsizzings yn in eksperimintele ynstelling foar de earste kear, kin it resinte wurk fan dizze groep ûndersikers wichtige ûndersyksgefolgen hawwe. krúsjaal by it analysearjen fan de swakke sinjalen fan molekulen yn romte ûntdutsen troch radioteleskopen of gemyske reaktiviteit yn tinne en kâlde plasma's.
Yn 'e takomst kin dit papier it paad baan foar nije teoretyske stúdzjes dy't it effekt fan elektroanenbotsingen op 'e besetting fan rotearjende kwantumenerzjynivo's yn kâlde molekulen nauwer beskôgje. it mooglik om mear detaillearre eksperiminten op it fjild út te fieren.
"Yn 'e kryogene opslachring binne wy fan plan mear alsidige lasertechnology yn te fieren om de rotaasje-enerzjynivo's fan mear diatomyske en polyatomyske molekulêre soarten te ûndersiikjen," foeget Kálosi ta. .Laboratoariummjittingen fan dit type sille fierder wurde oanfolle, benammen yn observaasjeastronomy mei krêftige observatoria lykas de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array yn Sily.”
Brûk asjebleaft dit formulier as jo staveringsflaters, ûnkrektens tsjinkomme, of as jo in bewurkingsfersyk foar de ynhâld fan dizze side wolle stjoere. Brûk asjebleaft ús kontaktformulier foar algemiene fragen. Brûk asjebleaft de publike kommentaar seksje hjirûnder (folje asjebleaft foar algemiene feedback) de rjochtlinen).
Jo feedback is wichtich foar ús. Troch it folume fan berjochten garandearje wy lykwols gjin yndividuele antwurden.
Jo e-mailadres wurdt allinnich brûkt om ûntfangers te litten witte wa't de e-post stjoerd hat. Noch jo adres noch it adres fan de ûntfanger wurde brûkt foar in oar doel. De ynformaasje dy't jo ynfiere sil ferskine yn jo e-post en sil net bewarre wurde troch Phys.org foarm.
Krij wyklikse en/of deistige updates yn jo postfak levere. Jo kinne jo op elk momint ôfmelde en wy sille jo gegevens noait diele mei tredden.
Dizze webside brûkt cookies om te helpen mei navigaasje, analysearje jo gebrûk fan ús tsjinsten, sammelje gegevens foar advertinsjepersonalisaasje, en tsjinje ynhâld fan tredden.Troch ús webside te brûken, erkenne jo dat jo ús privacybelied en gebrûksbetingsten hawwe lêzen en begrepen.
Post tiid: Jun-28-2022