Fyzikům se podařilo poprvé sestavit bizarní molekulu zvanou Rydbergův polaron

08. 03. 2018
Částicová fyzika Lasery Boseho-Einsteinův kondenzát

Pomocí laserů se americkým a rakouským vědcům podařilo přeskupit velmi chladné atomy stroncia do komplexní struktury, která není v běžném prostředí k vidění - Rydbergova polaronu. "Objevili jsme nový způsob, jakým se atomy sestavují do molekul" říká fyzik Tom Killian z Rice University (USA), který vedl studii publikovanou v magazínu Physical Review Letters. Na teoretických podkladech pro experiment pracovali vědci na Vienna University of Technology a Harvard University.



Experiment na Rice University umožnil vytvořit molekulu z atomů zcela novým způsobem, vědci k tomu využili Boseho-Einsteinova kondenzátu a Rydbergových atomů. Nově vytvořené molekuly dosahují velkých rozměrů a jsou stabilní pouze v extrémně chladných podmínkách kondenzátu, zhruba miliontinu stupně nad absolutní nulou. 

V těchto specifických podmínkách vytvořili vědci Rydbergovy atomy tím, že za pomoci laserů excitovali atomy do vyšších energetických stavů, kdy se elektrony nacházejí ve větší vzdálenosti od jádra atomu. Vzdálenost mezi jádrem a jeho elektrony tak může nabýt až stovek nanometrů, což je víc než tisíckrát víc než poloměr atomu vodíku. 

Hmota se tak dostává do zcela nového skupenství, kdy se běžné atomy objevují mezi jádrem a elektrony jiných atomů. Takto vzniklá molekula může na rozdíl od běžných molekul nabýt velkých rozměrů, atomy lze totiž spojovat dohromady jako skládačku.

Už dříve se podařilo vytvořit Rydbergovy polarony z rubidia, využití stroncia pro poslední experiment však vědcům umožnilo lépe pozorovat energie Rydbergových atomů a pozorovat jejich specifické charakteristiky.

Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte nás na sociálních sítích.

Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci vypočítali zatím nejpřesněji nukleonovou vazbu, která určuje životnost neutronů

30. 05. 2018 (novější než zobrazený článek)

S pomocí výkonných superpočítačů se vědcům v Lawrence Berkeley National Laboratory podařilo doposud nejpřesněji určit nukleonovou axiální vazbu, která významně ovlivňuje dobu rozpadu neutronu na méně masivní částice. Nukleonová axiální vazba určuje sílu interakce, která zapříčiňuje rozpad neutronů na protony a může tak být využita k předpovězení životnosti neutronu. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Nature.

celý článek

Časové krystaly existují ve čtyřech dimenzích. Vědci je poprvé objevili mezi běžnými krystaly

04. 05. 2018 (novější než zobrazený článek)

Fyzikům z Yale University se podařilo vyrobit časové krystaly - specifickou formu hmoty, která se kromě prostorových dimenzí definuje také v dimenzi časové. Na rozdíl od běžných krystalů, jejichž atomární struktura se periodicky opakuje v prostoru a v čase je neměnná, se u časových krystalů opakuje také v čase. Jde o teprve druhý experiment, který pozoroval oddělené časové krystaly (Discrete Time Crystals - DTC) v pevném skupenství. Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvojici vědeckých studií v magazínech Physical Review Letters a Physical Review B.

celý článek

Vědci ve Fermilabu mohli poprvé zkoumat jádra atomů pomocí neutrin se známou energií

15. 04. 2018 (novější než zobrazený článek)

Neutrina jsou subatomární částice bez elektrického náboje, které reagují s okolní hmotou pouze skrze slabou nukleární sílu. Díky této jejich podstatě jsou zajímavým nástrojem na zkoumání jader atomů, je však velmi obtížné změřit jejich energii, což je při zkoumání kolizí s atomy poměrně důležitá informace. Tento kousek se nyní poprvé podařil vědcům v americké laboratoři Fermilab. V rámci experimentu MiniBooNE použili neutrina, která měla energii přesně 236 MeV.

celý článek

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částici

19. 02. 2018

Vědci vytvořili zcela novou formu světla, má tři fotony v jedné částiciVědcům se v experimentu podařilo prokázat novou formu světla, kdy se jednotlivé fotony vážou do trojic. Vytvořené trojfotony tvoří základ doposud neprobádané fotonické hmoty, která zatím nebyla pozorována ani v přírodě, ani v experimentech. Tento úspěch by mohl vést k použití fotonů v kvantových výpočtech, nebo dalším, doteď netušeným, možnostem. Výsledky týmu vědců z MIT, Harvard University a dalších institucí vedeném Vladanem Vuletićem a Mikhailem Lukinem byly publikovány v únorovém čísle magazínu Science.

celý článek

Experimenty s intenzivními lasery poskytují první důkazy, že pomocí světla lze zastavit elektrony

12. 02. 2018

Ozařováním elektronů ultra-intenzivním laserem se vědcům podařilo překročit hranice běžné fyziky a přiblížit se kvantovým efektům. Když světlo dopadá na nějaký objekt, část záření se od něj odráží, pokud se však objekt pohybuje velmi rychle a světlo je velmi intenzivní, začnou se dít podivné věci. Například elektrony se mohou natolik rozvibrovat, že zpomalí, protože vibrace spotřebují velké množství energie. Podobný efekt vědci předpokládají také například u černých děr. Týmu na Imperial College London se podařilo provést tuto reakci poprvé v laboratorních podmínkách, výsledky jejich práce byly publikovány v magazínu Physical Review X.

celý článek

Tři typy vysokoenergetických částic z vesmíru mají stejný původ - v aktivních jádrech galaxií

24. 01. 2018

Tři typy vysokoenergetických částic z vesmíru mají stejný původ - v aktivních jádrech galaxiíVědcům z Pennsylvania State University a University of Maryland se podařilo vysvětlit původ hned tří typů subatomárních částic, které k nám přicházejí z vesmíru. Jde o vysokoenergetická neutrina, extrémně energetické kosmické záření a vysokoenergetické gama záření. Všechny tři pravděpodobně pocházejí ze supermasivních černých děr, konkrétně z proudů radiace, které vycházejí z jejich pólů. Výsledky výzkumu byly v lednu publikovány v magazínu Nature Physics.

celý článek

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitonium

10. 12. 2017

Vědcům se podařilo prokázat nové skupenství hmoty - excitoniumSkupenství hmoty excitonium bylo teoreticky předpovězeno už v 70. letech a jeho existence byla pozorována nepřímými důkazy, jde o tzv. Boseho-Einsteinův kondenzát tvořený excitony. Týmu vědců pod vedením profesora Petera Abbamonteho se nyní podařilo přijít s novými důkazy, které existenci excitonia jasně prokazují. Pomohla jim k tomu nová technika nazývaná M-EELS (Momentum-resolved Electron Energy-Loss Spectroscopy), kterou si sami vyvinuli pro měření nízkoenergetických bosonů. Výsledky výzkumu byly publikovány ve vědeckém magazínu Science v prosinci.

celý článek