Koud. Groot. Vreemd.
Stel je een molecuul voor dat op een vlinder lijkt. Zijn vleugels? Zuivere elektronen. Herwig Ott van RPTU in Duitsland en zijn team hebben dit ding daadwerkelijk gebouwd. Ze deden dit door rubidiumatomen te bevriezen totdat ze net boven het absolute nulpunt zweefden. Toen kwamen de lasers. Niet om te zien. Om te duwen.
Het team duwde de buitenste elektronen ver weg van hun kernen. Plotseling zwollen de atomen op tot reuzen. Het was echter niet alleen inflatie. Ze namen het elektron van een van deze gigantische atomen en trokken het naar een buurman van normale grootte. De twee bleven hangen. Er vormde zich een nieuw soort band. Eén met extreme eigenschappen.
Het is alsof je een voorwerp op de weg vindt terwijl je een kilometer verderop staat en het asfalt millimeter voor millimeter controleert.
Ott geeft toe dat het afstemmen lastig was. Weken van het aanpassen van de lasers voordat de configuratie op zijn plaats viel. Waarom moeite doen? Grootte is belangrijk. Met een breedte van 25 nanometer verkleint het molecuul een DNA-streng die miljarden atomen in een vergelijkbare ruimte verpakt. Maar volume is de minst indrukwekkende truc. Deze vlinders reageren duizenden keren sneller op elektrische velden dan gewone moleculen. Die gevoeligheid verandert alles.
Is het het wachten waard?
Dit was geen gelukkig ongeluk. Het was het laatste stukje van een puzzel van twintig jaar. Matthew Eiles van Purdue merkt op dat de wetenschappelijke gemeenschap tientallen jaren heeft gezocht naar een ‘dierentuin’ van deze gigantische ultrakoude moleculen, gebaseerd op wiskundige modellen die hun bestaan voorspelden. Deze vlinder was de laatste die zich verstopte. De zoektocht is voorbij.
Nu kunnen we ergens anders kijken.
Michał Tomza van de Universiteit van Warschau ziet een weg vooruit. Deze dingen kunnen de voorlopers zijn van iets dat nog zwaarder en geladener is. Weibin Li van de Universiteit van Nottingham ziet een specifiek gebruik: negatieve ionen. Anionen. Het koud krijgen van die deeltjes is herhaaldelijk mislukt met behulp van standaard koelmethoden. Standaardfysica werkt niet altijd leuk.
Als we anionen kunnen koelen met behulp van deze vlinderopstelling, openen we deuren voor het testen van fundamentele deeltjesfysica-wetten. Misschien zelfs antimaterie bestuderen. De theorie zegt dat het mogelijk is. Eiles zegt dat de wiskunde al klaar is. We wachten gewoon tot de hardware de achterstand inhaalt.
Ze verwachten over een paar jaar de eerste tekenen. Of misschien vliegt de vlinder ergens onverwachts. We wachten af en zien wat er blijft hangen. 🦋
