物理:利用分子束技术来制造慢速分子
编辑 John C. H. Chen 报导
德国科学家利用减速的钾原子束及减速的溴化氢束,成功的制造出速度极慢的溴化钾分子束。
物理学家利用雷射冷却的技术可以轻易的将原子冷却到大约百万分之一度。但是这个技巧对一般的化学分子来说却是无用武之处。最大的关键点在于化学分子的能阶过多,很难有效的利用同样的雷射冷却方法来冷却分子。所以要制造冷却的分子,目前一般是利用间接的方法,利用氦气冷却分子,或是将已经冷却的原子团结合而形成分子。这些方法大概可以将分子冷却到mK(千分之一度)的等级。
德国Universitat Bielefel的Hansjuergen Loesch和Ning-Ning Liu两人利用仔细调整速度的钾原子束及溴化氢束来进行正向碰撞。当两束分子束碰撞时,有很高的机会会产生K +HBr -> H +KBr的化学反应。利用这种方法,他们得到了平均速度为42m/s的溴化钾分子束,同时根据速度分布曲线,其中大约有7%的分子束速度小于14m/s,大约相当于1.4K以下。这种速度就可以利用离子阱来捕捉这些分子。他们捕捉到的密度大约是每立方公分两百万个分子,不过Loesch表示,利用这个方法,他们可以再将捕捉到的分子数量提高一千倍左右。
这个方法同时也适用于碘化铯,溴化钙等较重的盐类。将分子温度降温是进行冷化学反应(cold chemestry)的重要起点。当温度够低,同时又有大量的冷分子,这时是否可能出现类似玻色爱因斯坦凝聚的量子效应,将是令人期待的研究方向。
原始论文
Kinematic Slowing of Molecules Formed by Reactive Collisions, Phys. Rev. Lett. 98, 103002 (2007)
参考来源:
Slow Salt: Physics News Update
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