Mokslininkai pirmą kartą sukūrė šaltas radioaktyvias molekules

Mokslininkai pirmą kartą sukūrė atvėsintas molekules su radioaktyviuoju elementu radžiu ir pasiekė būseną, tinkamą tiksliesiems kvantiniams matavimams lazeriu. Šis pasiekimas, liepos 16 d. aprašytas žurnale „Science“, atveria naują kelią staliniams eksperimentams, galintiems padėti įminti vieną didžiausių fizikos mįslių: kodėl visatoje materija dominuoja prieš antimateriją.caltech+2

Kriaušės formos raktas į kosminę asimetriją

Kaltecho fizikos profesoriaus Nicko Hutzlerio vadovaujama komanda šį metodą sukūrė po daugelio metų bandymų ir klaidų dirbant su radžiu: radioaktyviu, itin reaguojančiu elementu, kurio gaunami tik labai maži kiekiai. Prie tyrimo taip pat prisidėjo bendradarbiai iš Johno Hopkinso universiteto ir Mičigano valstijos universiteto.phys+1

Radžio patrauklumą lemia neįprasta jo branduolio kriaušės forma. „Kriaušės formos branduoliai yra asimetriški ir dramatiškai sustiprina potencialius signalus, kurių ieškome norėdami paaiškinti materijos ir antimaterijos asimetriją“, sakė N. Hutzleris. „Radis turi tą retą kriaušės formą, kurios mums reikia, jį išsamiai ištyrė branduolio fizikai, be to, jis sudaro molekules, kurios idealiai tinka tiksliesiems kvantiniams matavimams lazeriu.“caltech+1

Saldainių chemija susitinka su kvantine fizika

Norint dirbti su mikroskopiniais pavojingo radioaktyvaus elemento kiekiais, reikėjo kūrybiško problemų sprendimo. Komanda stabilizavo radį įterpdama jį į klampią masę, gautą procese, primenančiame saldainių gamybą: ištirpino radį vandenyje ir cukraus pakaitaluose, o tada vandenį išgarino. Eksperimentavę su tikru cukrumi, kuris pasirodė esąs nepatikimas, jie pasirinko becukrį saldiklį ksilitolį.phys+1

Radžio prisotinta masė buvo uždėta ant aukso folijos kameroje, kuri helio dujomis buvo atvėsinta iki maždaug minus 450 laipsnių Farenheito. Tuomet lazeriai sužadino radžio atomus iki reaktyvios būsenos, paskatindami juos suformuoti molekules: radžio monohidroksidą, monodeuteroksidą ir monofluoridą, kurias buvo galima tirti naudojant didelės raiškos lazerinę spektroskopiją.caltech+2

Naujosios fizikos link

Dabar šios molekulės yra paruoštos naudoti tiksliesiems kvantiniams matavimams, kur jos veikia kaip dalelių ir jėgų, nenumatytų žinomoje fizikoje, jutikliai. „Molekulės veikia kaip antena, sustiprinanti savybes, kurių ieškome“, sakė N. Hutzleris. Šis metodas taip pat gali būti taikomas kitiems atomams, ne tik radžiui, o tai išplečia jo potencialų poveikį fundamentaliųjų fizikos tyrimų srityje.caltech