Գիտնականներն առաջին անգամ սառը ռադիոակտիվ մոլեկուլներ են ստեղծել

Առաջին անգամ հետազոտողներին հաջողվել է ստեղծել սառեցված մոլեկուլներ, որոնք պարունակում են ռադիոակտիվ ռադիում տարրը՝ դրանք բերելով լազերային քվանտային ճշգրիտ չափումների համար պիտանի վիճակի: Այս ձեռքբերումը, որը հրապարակվել է հուլիսի 16-ին Science ամսագրում, նոր ուղի է հարթում սեղանի լաբորատոր փորձերի համար, որոնք կարող են օգնել բացատրել ֆիզիկայի ամենախորը գաղտնիքներից մեկը. ինչու է տիեզերքում նյութը գերակշռում հականյութին:caltech+2

Տանձաձև բանալի տիեզերական անհամաչափության բացահայտման համար

Կալտեխի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Նիք Հաթցլերի գլխավորած խումբը մշակել է այս տեխնիկան տարիներ շարունակ փորձերի ու սխալների միջոցով ռադիումի հետ աշխատելիս, որը ռադիոակտիվ, բարձր ռեակտիվ և միայն չնչին քանակությամբ հասանելի տարր է: Հետազոտությանը մասնակցել են նաև Ջոնս Հոփքինսի համալսարանի և Միչիգանի պետական համալսարանի գործընկերները:phys+1

Ռադիումի գրավչությունը կայանում է նրա միջուկի անսովոր տանձաձև կառուցվածքի մեջ: «Տանձաձև միջուկներն անհամաչափ են և զգալիորեն ուժեղացնում են այն պոտենցիալ ազդանշանները, որոնք մենք փնտրում ենք նյութի և հականյութի անհամաչափությունը բացատրելու համար», նշել է Հաթցլերը: «Ռադիումն ունի այն հազվագյուտ տանձաձև կառուցվածքը, որը մեզ անհրաժեշտ է, այն մանրակրկիտ ուսումնասիրվել է միջուկային ֆիզիկոսների կողմից, և դրանից ստացվում են մոլեկուլներ, որոնք իդեալական են լազերային քվանտային ճշգրիտ չափումների համար»:caltech+1

Քաղցրավենիքի քիմիան հանդիպում է քվանտային ֆիզիկային

Վտանգավոր ռադիոակտիվ տարրի միկրոսկոպիկ քանակությունների հետ աշխատանքը պահանջում էր խնդիրների լուծման ստեղծագործական մոտեցում: Խումբը կայունացրել է ռադիումը՝ այն տեղադրելով մածուցիկ զանգվածի մեջ, որը ստացվել է քաղցրավենիքի պատրաստման գործընթաց հիշեցնող եղանակով. ռադիումը լուծել են ջրի և շաքարի փոխարինիչի մեջ, ապա գոլորշիացրել ջուրը: Իրական շաքարով փորձարկումներից հետո, որն անհուսալի է ստացվել, նրանք կանգ են առել առանց շաքարի քաղցրացուցիչ քսիլիտոլի վրա:phys+1

Ռադիումով հարստացված մածուցիկ նյութը տեղադրվել է ոսկե փայլաթիթեղի վրա այնպիսի խցիկում, որը հելիում գազի միջոցով սառեցվել է մինչև մոտավորապես մինուս 450 աստիճան Ֆարենհայթ: Այնուհետև լազերները գրգռել են ռադիումի ատոմները՝ բերելով դրանք ռեակտիվ վիճակի, ինչը նրանց դրդել է ձևավորել մոլեկուլներ՝ ռադիումի մոնոհիդրօքսիդ, մոնոդեյտերօքսիդ և մոնոֆտորիդ, որոնք կարող էին ուսումնասիրվել բարձր լուծաչափով լազերային սպեկտրոսկոպիայի միջոցով:caltech+2

Դեպի նոր ֆիզիկա

Այժմ մոլեկուլները պատրաստ են քվանտային ճշգրիտ չափումների մեջ օգտագործվելու համար, որտեղ դրանք հանդես են գալիս որպես մասնիկների և ուժերի տվիչներ, որոնք կանխատեսված չեն հայտնի ֆիզիկայի կողմից: «Մոլեկուլները գործում են ալեհավաքի պես՝ ուժեղացնելով այն հատկությունները, որոնք մենք փնտրում ենք», ասել է Հաթցլերը: Այս մեթոդը կարող է կիրառվել նաև ռադիումից բացի այլ ատոմների դեպքում՝ ընդլայնելով դրա հնարավոր ազդեցությունը հիմնարար ֆիզիկայի հետազոտությունների ոլորտում:caltech