Zimno. Gigantyczna skala. Osobliwość.
Wyobraź sobie cząsteczkę wyglądającą jak motyl. Jego „skrzydła” składają się wyłącznie z elektronów. Gerwig Ott z Politechniki Ren-Palatynat (RPTU) w Niemczech i jego zespół faktycznie stworzyli taki obiekt. Aby to zrobić, ochłodzili atomy rubidu do temperatury niewiele wyższej od zera absolutnego. Następnie podłączono lasery. Ale nie do obserwacji, ale do fizycznego wpływu.
Naukowcy odepchnęli zewnętrzne elektrony na znaczną odległość od jąder. Nagle atomy spęczniały do gigantycznych rozmiarów. Nie chodziło jednak tylko o zwiększenie wolumenu. Naukowcy pobrali elektron z jednego z tych gigantycznych atomów i zbliżyli go do sąsiada o normalnej wielkości. Atomy połączyły się. Pojawiła się nowa forma komunikacji, która ma ekstremalne właściwości.
To tak, jakby stać kilometr dalej i szukać małego przedmiotu na drodze, sprawdzając milimetr po milimetrze asfalt.
Ott przyznaje, że konfiguracja układu eksperymentalnego była bolesnym procesem. Dostosowanie laserów zajęło tygodnie, zanim konfiguracja się ustabilizowała. Dlaczego było tak gorliwie? Rozmiar ma znaczenie. Przy szerokości 25 nanometrów cząsteczka ta przyćmiewa nić DNA, która upakuje miliardy atomów na porównywalnej przestrzeni. Ale głośność nie jest najbardziej imponującym osiągnięciem. Takie „motyle” reagują na pola elektryczne tysiące razy szybciej niż zwykłe cząsteczki. Ta wrażliwość zmienia zasady gry.
Czy tak się stało?
To nie był przypadek. To był ostatni element dwuletniej układanki. Matthew Iles z Purdue University zauważa, że społeczność naukowa spędziła dziesięciolecia na poszukiwaniu „zoo” takich gigantycznych ultrazimnych cząsteczek, opierając się na modelach matematycznych przewidujących ich istnienie. Ten „motyl” był ostatnim ogniwem ukrywającym. Wyszukiwanie zakończone.
Teraz możemy spojrzeć w drugą stronę.
Perspektywy rozwoju widzi Michał Tomza z Uniwersytetu Warszawskiego. Obiekty te mogą stać się prekursorami jeszcze cięższych i naładowanych systemów. Weibin Li z Uniwersytetu w Nottingham podkreśla szczególne zastosowanie: jony ujemne. Aniony. Wielokrotnie okazywało się niemożliwe uzyskanie zimnych anionów przy użyciu standardowych metod chłodzenia. Standardowa fizyka nie zawsze daje się okiełznać.
Jeśli uda nam się schłodzić aniony za pomocą tej konfiguracji motyla, otworzymy drzwi do testowania podstawowych praw fizyki cząstek elementarnych. Być może nawet do badania antymaterii. Teoria mówi, że jest to możliwe. Iles stwierdza, że obliczenia zostały już wykonane. Czekamy tylko, aż sprzęt dogoni teorię.
Pierwsze oznaki sukcesu można spodziewać się za kilka lat. A może „motyl” odleci w zupełnie inne miejsce, niż się spodziewaliśmy. Poczekamy i zobaczymy co pozostanie. 🦋
