Nalika bebas ing ruang kadhemen, molekul kasebut bakal kelangan sacara spontan kanthi nyuda rotasi lan kelangan energi rotasi ing transisi kuantum. Para ahli fisika nuduhake yen proses pendinginan rotasi iki bisa dipercepat, diperlambat utawa malah dibalik dening tabrakan molekul karo partikel ing saubengé. .googletag.cmd.push(function() {googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
Peneliti ing Institut Max-Planck kanggo Fisika Nuklir ing Jerman lan Laboratorium Astrofisika Columbia bubar nindakake eksperimen kanggo ngukur tingkat transisi kuantum sing disebabake tabrakan antarane molekul lan elektron. Temuan kasebut, diterbitake ing Physical Review Letters, nyedhiyakake bukti eksperimen pisanan. saka rasio iki, sing sadurunge mung dianggep sacara teoritis.
"Nalika elektron lan ion molekuler ana ing gas sing diionisasi kanthi lemah, populasi molekul tingkat kuantum sing paling murah bisa diganti nalika tabrakan," ujare Ábel Kálosi, salah sawijining peneliti sing nindakake panliten kasebut, marang Phys.org. Proses kasebut ana ing awan antarbintang, ing ngendi pengamatan nuduhake manawa molekul-molekul ana ing kahanan kuantum paling murah.Daya tarik antarane elektron sing muatan negatif lan ion molekul sing muatan positif ndadekake proses tabrakan elektron luwih efisien.
Wis pirang-pirang taun, para fisikawan wis nyoba sacara teoritis nemtokake cara interaksi elektron bebas banget karo molekul sajrone tabrakan lan pungkasane ngganti kahanan rotasi. Nanging, nganti saiki, prediksi teoretis kasebut durung diuji ing setelan eksperimen.
"Nganti saiki, ora ana pangukuran sing ditindakake kanggo nemtokake validitas owah-owahan tingkat energi rotasi kanggo kapadhetan lan suhu elektron sing diwenehake," jelas Kálosi.
Kanggo ngumpulake pangukuran iki, Kálosi lan kanca-kancane nggawa molekul muatan sing terisolasi menyang kontak sing cedhak karo elektron ing suhu watara 25 Kelvin. Iki ngidini wong-wong mau bisa nguji asumsi teoretis lan prediksi kanthi eksperimen sing wis kasebut ing karya sadurunge.
Ing eksperimen kasebut, para peneliti nggunakake cincin panyimpenan cryogenic ing Institut Max-Planck kanggo Fisika Nuklir ing Heidelberg, Jerman, sing dirancang kanggo sinar ion molekuler spesies-selektif. umume dikosongake saka gas latar liyane.
"Ing dering cryogenic, ion sing disimpen bisa didinginkan kanthi radiasi menyang suhu tembok dering, ngasilake ion sing diisi ing sawetara tingkat kuantum sing paling murah," jelas Kálosi. siji-sijine sing dilengkapi sinar elektron sing dirancang khusus sing bisa diarahake menyang kontak karo ion molekul.Ion disimpen sawetara menit ing dering iki, laser digunakake kanggo interogasi energi rotasi ion molekuler.
Kanthi milih dawa gelombang optik tartamtu kanggo laser probe sawijining, tim bisa numpes bagian sekedhik cilik saka ion disimpen yen tingkat energi rotasi sing cocog dawa gelombang. Banjur padha ndeteksi pecahan saka molekul disrupted kanggo njupuk supaya disebut-sinyal spektral.
Tim kasebut nglumpukake pangukuran ing ngarsane lan ora ana tabrakan elektron. Iki ngidini dheweke bisa ndeteksi owah-owahan ing populasi horisontal ing kahanan suhu sing kurang ing eksperimen kasebut.
"Kanggo ngukur proses tabrakan owah-owahan negara rotasi, perlu kanggo mesthekake yen mung ana tingkat energi rotasi paling murah ing ion molekuler," ujare Kálosi. volume, nggunakake cooling cryogenic kanggo Suhu uga ngisor suhu kamar, kang asring cedhak 300 Kelvin.Ing volume iki, molekul bisa diisolasi saka molekul sing ana ing endi-endi, radiasi termal inframerah ing lingkungan kita.
Ing eksperimen, Kálosi lan kanca-kancane bisa nggayuh kahanan eksperimen ing ngendi tabrakan elektron ndominasi transisi radiatif. Kanthi nggunakake elektron sing cukup, dheweke bisa ngumpulake pangukuran kuantitatif tabrakan elektron karo ion molekul CH+.
"Kita nemokake manawa tingkat transisi rotasi sing diakibatake elektron cocog karo prediksi teoretis sadurunge," ujare Kálosi.Kita ngarepake yen petungan ing mangsa ngarep bakal luwih fokus marang efek tabrakan elektron ing populasi tingkat energi paling murah ing sistem kuantum sing kadhemen lan terisolasi.
Saliyane ngonfirmasi prediksi teoretis ing setelan eksperimen kanggo pisanan, karya anyar saka klompok peneliti iki bisa uga duwe implikasi riset sing penting.Contone, temuan kasebut nuduhake yen ngukur tingkat owah-owahan sing diakibatake elektron ing tingkat energi kuantum bisa uga penting nalika nganalisa sinyal lemah molekul ing papan sing dideteksi dening teleskop radio utawa reaktivitas kimia ing plasma tipis lan kadhemen.
Ing mangsa ngarep, makalah iki bisa mbukak dalan kanggo studi teoretis anyar sing luwih nimbang efek tabrakan elektron ing pendhudhukan tingkat energi kuantum rotasi ing molekul kadhemen. Iki bisa mbantu ngerteni ngendi tabrakan elektron duweni efek paling kuat, nggawe bisa nindakake eksperimen sing luwih rinci ing lapangan.
"Ing ring panyimpenan cryogenic, kita rencana kanggo ngenalake teknologi laser sing luwih serbaguna kanggo nyelidiki tingkat energi rotasi spesies molekul diatomik lan poliatomik sing luwih akeh," tambah Kálosi. .Pangukuran laboratorium jinis iki bakal terus ditambah, utamane ing astronomi observasi nggunakake observatorium sing kuat kayata Array Milimeter / Submillimeter Besar Atacama ing Chili.”
Mangga gunakake formulir iki yen sampeyan nemoni kesalahan ejaan, ora akurat, utawa pengin ngirim panjalukan suntingan kanggo isi kaca iki. Kanggo pitakon umum, gunakake formulir kontak. Kanggo umpan balik umum, gunakake bagean komentar umum ing ngisor iki (monggo tindakake pedoman).
Umpan balik sampeyan penting kanggo kita. Nanging, amarga volume pesen, kita ora njamin respon individu.
Alamat email sampeyan mung digunakake supaya panampa ngerti sapa sing ngirim email. Alamat sampeyan utawa alamat panampa ora bakal digunakake kanggo tujuan liyane. Informasi sing sampeyan lebokake bakal katon ing email sampeyan lan ora bakal disimpen dening Phys.org ing sembarang wujud.
Entuk nganyari saben minggu lan / utawa saben dina sing dikirim menyang kothak mlebu. Sampeyan bisa mandheg langganan kapan wae lan ora bakal nuduhake rincian sampeyan karo pihak katelu.
Situs web iki nggunakake cookie kanggo mbantu navigasi, nganalisa panggunaan layanan kita, ngumpulake data kanggo personalisasi pariwara, lan ngladeni konten saka pihak katelu. Kanthi nggunakake situs web kita, sampeyan ngakoni yen sampeyan wis maca lan mangertos Kebijakan Privasi lan Katentuan Pangginaan supados langkung.
Wektu kirim: Jun-28-2022