โมเลกุลไม่เหมือนกับอะตอมทรงกลมที่ประกอบกันเป็นก้อน Jun Ye นักฟิสิกส์กล่าวว่าอะตอมคือลูกบาสเก็ตบอล และโมเลกุลคืออเมริกันฟุตบอล Ye จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์กล่าวว่าลูกบาสเก็ตบอลสองลูกกระเด็นเข้าหากันในลักษณะที่คาดเดาได้ แต่โมเลกุลมีมุมที่งุ่มง่ามและโค้งเทอะทะ ทำให้คาดเดาปฏิสัมพันธ์ได้น้อยลง“อะตอมควบคุมได้ง่ายกว่า” Ye กล่าว “โมเลกุลมีความซับซ้อนและน่าศึกษามากกว่าอะตอม”นักฟิสิกส์สามารถแช่แข็งอะตอมโดยใช้แสงเลเซอร์ได้นานหลายปี แต่โมเลกุล—ซึ่งมีรูปร่าง ขนาด และประจุที่หลากหลาย—ได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่า Weidemüller ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กกล่าวว่า “เทคนิคในการทำให้อะตอมเย็นลงเป็นพิเศษไม่สามารถใช้กับโมเลกุลได้” “นั่นเป็นเหตุผลที่เราต้องคิดกลอุบายที่ดีเพื่อทำให้มันช้าลง”
นักฟิสิกส์ได้ระบุวิธีการสองวิธีในการสร้างโมเลกุลที่เย็นจัดเป็นพิเศษ:
โมเลกุลที่ร้อนสามารถถูกทำให้เย็นลง หรืออะตอมที่เย็นอยู่แล้วสามารถถูกชักจูงให้เข้าร่วม
ความพยายามของหลายกลุ่มเริ่มต้นด้วยโมเลกุลร้อน แต่วิธีการดังกล่าวพิสูจน์ได้ยากยิ่ง แม้ว่าการทดลองหลายครั้งจะส่งผลให้โมเลกุลเย็นจับตัวกันเพียงเล็กน้อย แต่โมเลกุลนั้นยังเย็นไม่พอ ข้างนอกเย็นชาแต่ข้างในร้อน พวกเขา “สั่นสะเทือนราวกับนรก” Weidemüller กล่าว
วิธีที่สอง—การใช้เลเซอร์เพื่อเกลี้ยกล่อมอะตอมที่เย็นอยู่แล้วให้เชื่อมโยงกันเป็นโมเลกุล—ได้ผลดีกว่า “ไม่มีใครสามารถทำให้โมเลกุลเย็นลงด้วยเลเซอร์ได้ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ ผู้คนสามารถต่ออะตอมเย็นสองอะตอมเข้าด้วยกันได้” Julienne ผู้ซึ่งร่วมกับเพื่อนร่วมงานรวมถึง Ye และ Deborah Jin จาก UC Boulder อธิบาย ได้สร้างโพแทสเซียมเย็นพิเศษ- โมเลกุลของรูบิเดียม
ห้องปฏิบัติการบางแห่ง รวมทั้ง Ye’s ในโคโลราโด และ Weidemüller’s ในเยอรมนี ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อเกลี้ยกล่อมอะตอมของ ultracold ให้กลายเป็นโมเลกุลที่จับกันอย่างหลวมๆ สิ่งเหล่านี้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุเริ่มต้นที่สำคัญสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวของโมเลกุล
ภายในในที่สุด แต่เนื่องจากอะตอมอยู่ห่างกันมาก โมเลกุลจึงไม่เสถียร เมื่อถูกยั่วยุเพียงเล็กน้อย
พวกมันก็จะแตกสลายเป็นอะตอมเดี่ยวๆ นักฟิสิกส์ต้องการวิธีทำให้โมเลกุลที่เย็นจัด “ฟู” เหล่านี้หนาแน่นขึ้น อะตอมที่เย็นชาต้องจับมือกัน ไม่ใช่ตะโกนทักทายกันจากอีกฝั่งของสนามฟุตบอล
คำนึงถึงช่องว่างพลังงาน
ระหว่างการเปลี่ยนจากพันธะอย่างอ่อน—เมื่ออะตอมทั้งสองเชื่อมโยงกันอย่างหลวม ๆ และยังคงสั่นสะเทือนภายในด้วยพลังงาน—ไปสู่โมเลกุลที่มีพันธะแน่นในสถานะพื้น พลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา ความท้าทายคือการกำจัดพลังงานนั้นโดยไม่สร้างความร้อน พันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลที่หลวมเหล่านี้อยู่ห่างกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นแม้ความร้อนเพียงเล็กน้อยก็สามารถดันอะตอมให้ข้ามขอบ และทำให้พวกมันกระเด็นออกจากกันได้
Ye กล่าวว่าการลดระดับพลังงานจากระดับของโมเลกุลที่เกาะกันอย่างหลวมๆ ไปสู่ระดับที่เกาะแน่นโดยไม่ทำให้ระบบร้อนขึ้น เปรียบได้กับการปีนเขาจากจุดสูงสุดของแกรนด์แคนยอนลงไปยังแม่น้ำโคโลราโดโดยไม่ทำให้เหงื่อออกแม้แต่หยดเดียว “นี่คือพื้นที่พลังงานขนาดใหญ่ที่จะสำรวจ” Ye กล่าว ทีมของเขารีบวิ่งลงไปด้านล่างโดยไม่ให้เหงื่อออก และเผยแพร่ผลการวิจัยในวารสาร Science เมื่อวัน ที่ 10 ตุลาคม
ในช่วงเวลาเดียวกัน ทีมวิจัยอื่นๆ ก็ประสบความสำเร็จในการสร้างโมเลกุลอุลตร้าโคลด์ที่เสถียรประเภทต่างๆ กลุ่มของ Weidemüller ได้สร้างโมเลกุลขึ้นจากอะตอมของลิเธียมและซีเซียม ซึ่งคล้ายกับโมเลกุลไดอะตอมของโพแทสเซียมและรูบิเดียมของเย่ กลุ่มอื่นๆ สร้างโมเลกุลที่ประกอบด้วยซีเซียม 2 อะตอมและโมเลกุลของรูบิเดียม 2 อะตอม และอีกกลุ่มหนึ่งสามารถสร้างพลาสมาโมเลกุลที่เย็นจัด ซึ่งเป็นรูปแบบของสสารที่มีอิเล็กตรอนไหลอิสระจากโมเลกุลของไนตริกออกไซด์ แม้ว่าวิธีการที่แน่นอนจะแตกต่างกัน แต่แนวทางของทีมก็เสริมกัน Weidemüller กล่าว และใช้เทคโนโลยีเลเซอร์เป็นส่วนใหญ่
สำหรับโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างกระฉับกระเฉงของเย่ พลังงานพิเศษทั้งหมดถูกดึงออกไปโดยโฟตอน ซึ่งเป็นแสงกลุ่มเดียวที่ส่งโดยเลเซอร์ หลังจากการทดลองและการคำนวณอย่างอุตสาหะเพื่อหาว่าโมเลกุลที่เย็นจัดเหล่านี้มีพลังงานเท่าใด นักฟิสิกส์จึงทราบแน่ชัดว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดและแสงเลเซอร์ความยาวคลื่นใดจึงจะทำหน้าที่นี้ได้ เลเซอร์ตัวแรกกระทบโมเลกุลที่หลวมด้วยโฟตอนของแสงที่ความยาวคลื่นพอดีเพื่อกระตุ้นโมเลกุลให้อยู่ในสถานะพลังงานสูงระดับกลาง จากนั้นเลเซอร์พัลส์ตัวที่สองซึ่งมีความยาวคลื่นต่างกัน ทำให้เกิดพลังงานออกจากโมเลกุล ทำให้โมเลกุลตกลงสู่สถานะพลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ณ จุดนี้ อะตอมทั้งสองถูกล็อคเข้าด้วยกันในโมเลกุลที่เชื่อมโยงกันอย่างแน่นหนา
ก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์ไม่สามารถทำให้โมเลกุลเข้าสู่สถานะพื้นดินที่เสถียรและนิ่งได้เพียงพอ กลุ่มของ Ye สามารถเปลี่ยนโมเลกุลที่จับกันอย่างหลวมๆ มากกว่าครึ่งให้เป็นโมเลกุลที่แน่นและเสถียร สร้างสารตั้งต้นมากมายที่สามารถใช้ตอบคำถามใหม่ๆ ได้ทุกประเภท
Wolfgang Ketterle นักฟิสิกส์จาก MIT ผู้เคยได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2544 สำหรับการบุกเบิกการวิจัยเกี่ยวกับอะตอมเย็นจัดกล่าวว่า “มันเป็นพรมแดนใหม่จริงๆ”
Credit : ribeha.net
longchampoutletsaleonline.net
arcadecrafting.com
fofan.org
alyandajfans.com
halo50k.com
newcoachfactory.com
fascistgaming.net
shamsifard.com
authenticnationalspro.com
infamousclan.net
synergyfactor.net
