Холодний. Великі масштаби. Дивність.
Уявіть собі молекулу, яка схожа на метелика. Її «крила» складаються виключно з електронів. Гервіг Отт з Рейнсько-Пфальцького технічного університету (RPTU) в Німеччині та його команда справді створили подібний об’єкт. Для цього вони охолодили атоми рубідії до температури, що ледве перевищує абсолютний нуль. Потім підключили лазери. Але не спостереження, а фізичного впливу.
Дослідники відштовхнули зовнішні електрони значної відстані від ядер. Раптом атоми роздулися до величезних розмірів. Проте справа полягала у збільшення обсягу. Вчені взяли електрон одного з таких гігантських атомів та наблизили його до нормального за розміром сусіда. Атоми злиплися. Сформувалася нова форма зв’язку, що має екстремальні властивості.
Це схоже на те, ніби ви, стоячи на відстані кілометра, намагалися знайти на дорозі невеликий предмет, перевіряючи асфальт міліметр за міліметром.
Отт визнає, що налаштування експериментальної установки було болісним процесом. Тижні йшли на юстирування лазерів, перш ніж конфігурація стабілізувалася. Навіщо було так старатися? Розмір має значення. При ширині в 25 нанометрів ця молекула карликами виглядає поряд з ланцюжком ДНК, який пакує мільярди атомів у порівнянний простір. Але обсяг – це не найвражаюче досягнення. Такі «метелики» реагують на електричні поля в тисячі разів швидше за звичайні молекули. Ця чутливість змінює правила гри.
Чи стало воно того?
Це був випадковим збігом обставин. Це був останній пазл дворічної головоломки. Меттью Айлс з Університету Пердью зазначає, що наукове співтовариство витратило десятиліття на пошуки «зоопарку» таких гігантських надхолодних молекул, спираючись на математичні моделі, що передбачають їхнє існування. Ця «метелик» була останньою ланкою, що ховається. Пошук завершено.
Тепер можна глянути в інший бік.
Міхал Томза із Варшавського університету бачить перспективи розвитку. Ці об’єкти можуть стати попередниками ще більш важких та заряджених систем. Вейбін Лі з Університету Ноттінгема виділяє конкретне застосування: негативні іони. Аніони. Отримати холодні аніони за допомогою стандартних методів охолодження неодноразово було неможливо. Стандартна фізика не завжди піддається приборкання.
Якщо нам вдасться охолодити аніони за допомогою цієї конфігурації «метелика», ми відчинимо двері для перевірки фундаментальних законів фізики елементарних частинок. Можливо навіть для вивчення антиматерії. Теорія каже, що це можливо. Айлс заявляє, що математичні розрахунки вже проведено. Ми чекаємо тільки, поки апаратна частина наздожене теорію.
Перші ознаки успіху очікуються за кілька років. Або, можливо, «метелик» полетить зовсім не туди, де ми розраховували. Чекатимемо і дивитимемося, що приживеться. 🦋
