მეცნიერებმა პირველად შექმნეს ცივი რადიოაქტიური მოლეკულები

მკვლევრებმა ისტორიაში პირველად შექმნეს გაცივებული მოლეკულები, რომლებიც რადიოაქტიურ ელემენტ რადიუმს შეიცავს, და ისინი ლაზერზე დაფუძნებული კვანტური ზუსტი გაზომვებისთვის ხელსაყრელ მდგომარეობაში მოიყვანეს. ეს მიღწევა, რომელიც 16 ივლისს ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა, ახალ გზას ხსნის სამაგიდო ექსპერიმენტებისთვის, რომლებმაც შესაძლოა ფიზიკის ერთ-ერთ უდიდეს საიდუმლოს მოჰფინოს ნათელი: რატომ ჭარბობს მატერია ანტიმატერიას სამყაროში.caltech+2

მსხლისებრი გასაღები კოსმოსური ასიმეტრიისკენ

კალტექის ფიზიკის პროფესორის, ნიკ ჰატცლერის ხელმძღვანელობით მოქმედმა გუნდმა ეს ტექნიკა რადიუმზე მუშაობის მრავალწლიანი ცდებისა და შეცდომების შემდეგ შეიმუშავა. რადიუმი არის ელემენტი, რომელიც რადიოაქტიურია, მაღალი რეაქციულობით ხასიათდება და მხოლოდ მიკროსკოპული რაოდენობითაა ხელმისაწვდომი. კვლევაში ასევე მონაწილეობდნენ ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტისა და მიჩიგანის სახელმწიფო უნივერსიტეტის თანამშრომლები.phys+1

რადიუმის მიმზიდველობა მისი ბირთვის უჩვეულო, მსხლისებრ ფორმაში მდგომარეობს. „მსხლისებრი ბირთვები ასიმეტრიულია და მკვეთრად აძლიერებს იმ პოტენციურ სიგნალებს, რომლებსაც მატერიასა და ანტიმატერიას შორის არსებული ასიმეტრიის ასახსნელად ვეძებთ“, განაცხადა ჰატცლერმა. „რადიუმს აქვს ის იშვიათი მსხლისებრი ფორმა, რომელიც ჩვენ გვჭირდება, იგი დეტალურად არის შესწავლილი ბირთვული ფიზიკოსების მიერ და მისგან მიიღება მოლეკულები, რომლებიც იდეალურია ლაზერზე დაფუძნებული კვანტური ზუსტი გაზომვებისთვის“.caltech+1

ტკბილეულის ქიმია კვანტურ ფიზიკას ხვდება

სახიფათო რადიოაქტიური ელემენტის მიკროსკოპულ რაოდენობასთან მუშაობამ შემოქმედებითი მიდგომების საჭიროება წარმოშვა. გუნდმა რადიუმი დაასტაბილურა მისი ბლანტ მასაში მოთავსებით, რომელიც ტკბილეულის დამზადების მსგავსი პროცესით მიიღება: რადიუმს ხსნიან წყალსა და შაქრის შემცვლელში, შემდეგ კი წყალს აორთქლებენ. ნამდვილ შაქარზე ჩატარებული ექსპერიმენტების შემდეგ, რომელიც არასაიმედო აღმოჩნდა, მათ არჩევანი უშაქრო ტკბილზე, ქსილიტზე შეაჩერეს.phys+1

რადიუმით გაჯერებული წებოვანი მასა მოათავსეს ოქროს ფოლგაზე კამერაში, რომელიც ჰელიუმის აირის მეშვეობით დაახლოებით მინუს 450 გრადუს ფარენჰეიტამდე გააცივეს. ამის შემდეგ, ლაზერებმა რადიუმის ატომები რეაქციულ მდგომარეობაში გადაიყვანეს, რამაც ხელი შეუწყო მოლეკულების: რადიუმის მონოჰიდროქსიდის, მონოდეიტეროქსიდისა და მონოფტორიდის წარმოქმნას, რომელთა შესწავლაც მაღალი გარჩევადობის ლაზერული სპექტროსკოპიით გახდა შესაძლებელი.caltech+2

ახალი ფიზიკისკენ

მოლეკულები უკვე მზად არის კვანტური ზუსტი გაზომვებისთვის გამოსაყენებლად, სადაც ისინი იმ ნაწილაკებისა და ძალების სენსორებად გვევლინებიან, რომლებსაც ცნობილი ფიზიკა ვერ წინასწარმეტყველებს. „მოლეკულები ანტენასავით მუშაობენ, რათა გააძლიერონ ის თვისებები, რომლებსაც ვეძებთ“, განაცხადა ჰატცლერმა. ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ატომებზეც, გარდა რადიუმისა, რაც აფართოებს მის პოტენციურ გავლენას ფუნდამენტური ფიზიკის კვლევებზე.caltech