Egzotik yeni bir molekül, elektronlardan yapılmış “kanatlarla” tamamlanmış, kelebek şeklindedir. Keşif, kuantum dünyasının tamamen yeni bölümlerine bir geçit sağlayabilir
Kelebek molekülleri oluşturmak için kullanılan bir lazer sistemi
Elektronlardan oluşan “kanatlara” sahip, kelebeğe benzeyen büyük, soğuk bir molekül ilk kez yapılarak benzer moleküllerden oluşan bir “hayvanat bahçesi” arayışı tamamlandı. Sonuç, kuantum dünyasının tamamen yeni bölümlerine açılan bir kapı sağlayabilir.
Almanya’daki Kaiserslautern-Landau RPTU Üniversitesi’nden Herwig Ott ve meslektaşları, lazerler ve elektromanyetik kuvvetler kullanarak rubidyum atomlarını mutlak sıfırın birkaç milyonda biri kadar yukarıya kadar soğutarak molekülü yaptılar. Araştırmacılar daha sonra bazı atomları çok büyük hale getirmek için en dıştaki elektronlarını çekirdeklerinden çok uzağa itmek için tekrar lazer kullandılar. Bu şekilde soğutulan ve genişletilen atomların kuantum özellikleri, ekibin dev bir atomun elektronunu normal büyüklükteki bir rubidyum atomuna doğru hareket ettirmek ve onları olağanüstü özelliklere sahip yeni bir molekül türü oluşturmak için birbirine bağlamak için kullandığı lazerlerle hassas bir şekilde manipüle edilebilir.
Her molekül yaklaşık 25 nanometre boyutundaydı; milyarlarca atom içeren bir DNA zincirinin çapından daha büyüktü. ve elektrik alanlarına çoğu molekülden binlerce kat daha duyarlıdır. Yeni molekülün şekli, elektronları tarafından belirlendi; en dış kısmı, bir kelebeğin kanatlarına benzeyen bir şekilde uzaya yayıldı.
Ott, tam olarak bu konfigürasyona sahip molekülleri elde etmek için lazerleri doğru şekilde ayarlamanın zor olduğunu söylüyor; ekibin bunları laboratuvarda başarılı bir şekilde oluşturması için haftalarca ince ayar yapılması gerekti. Ott, bu süreci, bir kilometre uzakta durarak her seferinde 1 milimetre inceleyerek yoldaki bir nesneyi aramaya benzetiyor.
Indiana’daki Purdue Üniversitesi’nden ekip üyesi Matthew Eiles, çalışmanın, bu arayışı daraltmaya yardımcı olan geçmiş birkaç matematiksel ve deneysel çalışmanın sonucu olduğunu söylüyor. Matematiksel modellere dayanarak araştırmacılar, var olması gereken dev ultra soğuk moleküllerden oluşan bir “hayvanat bahçesi” aramak için 20 yıl harcadılar ve yeni kelebeğin keşfedilen son kelebek olduğunu söylüyor.
Polonya’daki Varşova Üniversitesi’nden Michał Tomza, aynı zamanda bu deneyin, çok büyük ve yüklü olmasının yanı sıra çok ağır olabilenler de dahil olmak üzere daha egzotik ve yakalanması zor ultra soğuk moleküller yaratmanın yolunu açtığını söylüyor. Birleşik Krallık’taki Nottingham Üniversitesi’nden Weibin Li, kelebek molekülünü yaratmanın zor olduğunu, ancak artık daha da zor bir şeyin (negatif yüklü ultra soğuk atomlar veya anyonlar) yapımında öncü olarak kullanılabileceğini söylüyor. Anyonlar aşırı soğuk yapılırsa parçacık fiziğinin temel yasalarının testlerinde veya antimadde çalışmalarında kullanılabilir, ancak standart soğutma yöntemleri şu ana kadar onları soğutmada başarısız oldu.
Eiles ve Ott, ultra soğuk anyonlar oluşturmak için kelebek molekülünü tam olarak nasıl kullanacaklarını matematiksel olarak araştırdılar ve yalnızca birkaç yıl içinde bunların ilk işaretlerini görmeyi umuyorlar. Eiles, “Teori zaten yazıldı” diyor.
