Wann et am kale Raum fräi ass, wäert d'Molekül spontan ofkillen andeems se seng Rotatioun verlangsamen an d'Rotatiounsenergie bei Quantentransitioune verléiert.Physiker hu gewisen datt dëse Rotatiounsofkillungsprozess duerch Kollisioune vu Molekülle mat Ëmgéigend Partikel beschleunegt, verlangsamt oder souguer ëmgedréint ka ginn. .googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Fuerscher vum Max-Planck Institut fir Nuklearphysik an Däitschland an dem Columbia Astrophysical Laboratory hunn viru kuerzem en Experiment gemaach fir d'Quanteniwwergangsraten ze moossen, déi duerch Kollisiounen tëscht Molekülen an Elektronen verursaacht ginn. vun dësem Verhältnis, wat virdru just theoretesch geschat gouf.
"Wann Elektronen a molekulare Ionen an engem schwaach ioniséierte Gas präsent sinn, kann déi niddregst Quanteniveau Bevëlkerung vu Molekülle während Kollisiounen änneren," sot den Ábel Kálosi, ee vun de Fuerscher, déi d'Etude gemaach hunn, zu Phys.org. Prozess ass an interstellare Wolleken, wou Observatioune weisen datt Molekülle haaptsächlech an hiren niddregsten Quantezoustand sinn.D'Attraktioun tëscht negativ gelueden Elektronen a positiv gelueden molekulare Ionen mécht den Elektronekollisiounsprozess besonnesch effizient.
Zënter Jore probéieren d'Physiker theoretesch festzestellen, wéi staark fräi Elektronen mat Molekülle bei Kollisiounen interagéieren a schlussendlech hiren Rotatiounszoustand änneren.Awer bis elo sinn hir theoretesch Prognosen net an engem experimentellen Kader getest ginn.
"Bis elo goufe keng Miessunge gemaach fir d'Validitéit vun der Verännerung vun der Rotatiounsenergieniveau fir eng bestëmmten Elektronendicht an Temperatur ze bestëmmen", erkläert Kálosi.
Fir dës Miessung ze sammelen, hunn de Kálosi a seng Kollegen isoléiert gelueden Moleküle an enke Kontakt mat Elektronen bei Temperaturen ëm 25 Kelvin bruecht. Dëst huet hinnen erlaabt experimentell theoretesch Viraussetzungen a Prognosen ze testen, déi a fréiere Wierker duergestallt goufen.
An hiren Experimenter hunn d'Fuerscher e kryogene Späicherring am Max-Planck Institut fir Nuklearphysik zu Heidelberg an Däitschland benotzt, entworf fir Aarte-selektive molekulare Ionenstrahlen. gëtt gréisstendeels vun all aner Hannergrondgase geläscht.
"An engem kryogene Ring kënne gespäichert Ione stralungsgekillt ginn op d'Temperatur vun de Ringmaueren, sou datt Ionen op déi niddregsten Quanteniveauen gefëllt sinn," erkläert Kálosi. deen eenzegen mat engem speziell entworfenen Elektronenstrahl ausgestatt ass, deen a Kontakt mat molekulare Ionen geriicht ka ginn.D'Ione gi fir e puer Minutten an dësem Ring gelagert, e Laser gëtt benotzt fir d'Rotatiounsenergie vu molekulare Ionen z'ënnersichen.
Andeems se eng spezifesch optesch Wellelängt fir säi Sondelaser auswielen, konnt d'Team e klengen Deel vun de gespäicherten Ionen zerstéieren, wann hir Rotatiounsenergieniveauen déi Wellelängt entspriechen. Si hunn dunn Fragmenter vun de gestéierte Moleküle entdeckt fir sougenannte Spektralsignaler ze kréien.
D'Team huet hir Miessunge gesammelt an der Präsenz an der Verontreiung vun Elektronenkollisiounen. Dëst erlaabt hinnen Ännerungen an der horizontaler Bevëlkerung ënner den niddregen Temperaturbedéngungen am Experiment festzestellen.
"Fir de Prozess vu Rotatiounsstaatsverännerende Kollisiounen ze moossen, ass et néideg ze garantéieren datt et nëmmen den niddregsten Rotatiounsenergieniveau am molekulare Ion ass," sot de Kálosi. Volumen, mat Hëllef vu kryogener Ofkillung op Temperaturen wäit ënner Raumtemperatur, déi dacks no bei 300 Kelvin ass.An dësem Volume kënne Moleküle aus ubiquitäre Moleküle isoléiert ginn, Infrarout thermesch Stralung vun eiser Ëmwelt.
An hiren Experimenter konnten de Kálosi a seng Kollegen experimentell Bedéngungen erreechen, an deenen Elektronekollisiounen stralungstransitioune dominéieren.Duerch genuch Elektronen konnte si quantitativ Miessunge vun Elektronekollisiounen mat CH+ molekulare Ionen sammelen.
"Mir hunn erausfonnt datt den Elektronen-induzéierte Rotatiounstransitiounsrate mat fréiere theoretesch Prognosen entsprécht," sot de Kálosi.Mir erwaarden datt zukünfteg Berechnungen méi op déi méiglech Auswierkunge vun Elektronekollisiounen op déi niddregsten Energieniveau Populatiounen a kalen, isoléierte Quantesystemer konzentréieren.
Zousätzlech fir theoretesch Prognosen an engem experimentellen Kader fir d'éischte Kéier ze bestätegen, kënnen déi rezent Aarbecht vun dëser Grupp vu Fuerscher wichteg Fuerschungsimplikatiounen hunn. entscheedend wann Dir déi schwaach Signaler vu Molekülen am Weltraum analyséiert, déi vu Radioteleskope festgestallt ginn oder chemesch Reaktivitéit an dënnen a kale Plasmaen.
An der Zukunft kéint dëse Pabeier de Wee fir nei theoretesch Studien platzen, déi den Effet vun Elektronekollisiounen op d'Besatzung vu Rotatiounsquantenenergieniveauen a kale Molekülen méi genee berücksichtegen. et méiglech méi detailléiert Experimenter am Feld ze maachen.
"Am kryogene Späicherring plangen mir méi villsäiteg Lasertechnologie aféieren fir d'Rotatiounsenergieniveaue vu méi diatomesche a polyatomesche molekulare Spezies z'ënnersichen," füügt Kálosi derbäi. .Laboratoire Miessunge vun dëser Aart wäerte weider ergänzt ginn, besonnesch an der Observatiounsastronomie mat mächtegen Observatoiren wéi den Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array am Chile."
Benotzt w.e.g. dëse Formulaire wann Dir Schreiffehler, Ongenauegkeeten begéint oder eng Ännerungsufro fir den Inhalt vun dëser Säit wëllt schécken.Fir allgemeng Ufroe benotzt w.e.g. eise Kontaktformular.Fir allgemeng Feedback, benotzt w.e.g. d'ëffentlech Kommentarsektioun hei drënner Richtlinnen).
Äre Feedback ass eis wichteg.Allerdéngs, wéinst dem Volume vun de Messagen, garantéieren mir keng individuell Äntwerten.
Är E-Mailadress gëtt nëmme benotzt fir d'Empfänger ze wëssen, wien d'E-Mail geschéckt huet. Weder Är Adress nach d'Adress vum Empfänger gëtt fir all aner Zweck benotzt. D'Informatioun, déi Dir agitt, erschéngt an Ärer E-Mail a gëtt vun Phys.org op kee Fall behalen. Form.
Kritt wëchentlech an/oder alldeeglech Updates op Är Inbox geliwwert.Dir kënnt Iech zu all Moment ofmellen a mir deelen Är Detailer ni mat Drëttubidder.
Dës Websäit benotzt Cookien fir mat der Navigatioun ze hëllefen, Är Notzung vun eise Servicer ze analyséieren, Daten fir Reklammpersonaliséierung ze sammelen, an Inhalt vun Drëttubidder ze servéieren. Andeems Dir eis Websäit benotzt, erkennt Dir datt Dir eis Privatsphär Politik a Benotzungsbedéngungen gelies a verstanen hutt.
Post Zäit: Jun-28-2022