科学家在超冷温度下合成分子并研究其中的量子效应
为了解量子效应对化学反应的影响,科学家们通常是在超冷的温度下进行反应,在那种环境下他们可以更容易地模拟形成分子的量子碰撞。这种碰撞已经在超低温下对两个原子进行了实验研究,但还没有针对离子和分子等更复杂的情况进行研究。
现在,阿姆斯特丹大学的Henrik Hirzler和他的同事已经改变了这一点,他们观察了镱离子和锂(Li)二聚体之间的超冷反应。该演示扩展了科学家可以探索量子效应的反应种类。
为了制造他们的分子,该团队采取了以下的步骤。首先,他们捕获了一个单一的镱离子(Yb+)。其次,他们制备了一团超冷锂原子和二聚体组成的云。然后,他们使云团和离子在空间上重叠。在让离子和原子云相互作用500毫秒后,他们检查了Yb+离子,并将其浸泡在谐振频率的激光中,检查它是否发出荧光。
该研究小组发现,当云团中存在更多的锂二聚体时,Yb+更有可能在这段时间后停止荧光,这表明离子能级间的间隔发生了变化。该团队通过质谱分析法表明,这种转变是由于Yb+与锂二聚体发生相互作用导致形成了YbLi+分子离子和一个锂原子。
现在Hirzler和他的同事已经证明他们可以制造分子离子,他们下一步的工作是希望更详细地研究这些反应中涉及的量子效应。他们认为这种超冷分子也可以用于设计量子传感器和寻找新的物理原理。(编译:Qtech)