ملخصات الأبحاث

تصادمات بين جزيئاتٍ باردةٍ في مصيدة مغناطيسية 

.Y. Segev et al

  • Published online:

إن التصادمات بين الجزيئات الباردة ضرورية لدراسة المناحي الأساسية للكيمياء الكمّية، وربما تساعد على تكوين المادة الجزيئية الكمّية المتحللة عن طريق التبريد التبخيري. غير أن التصادمات بين الجزيئات المحتجَزة طبيعية المنشأ لم تُرصد بشكل مباشر حتى الآن، نظرًا إلى انخفاض معدلات التصادم في العينات المخففة.

في البحث المنشور، يشير الباحثون إلى رصد مباشرٍ لتصادمات بين جزيئات باردة محتجزة، دون الحاجة إلى استخدام التبريد بالليزر. وقد التقط الباحثون الأكسجين الجزيئي مغناطيسيًّا في مصيدة فائقة التوصيل، عمقها 800 مِلّي كلفن، ووضعوا قيودًا على نسبة معدلات التبعثر المرنة إلى تلك غير المرنة. وهذه النسبة هي المُعامِل الرئيس الذي يحدد إمكانية حدوث التبريد التبخيري.

احتجز الباحثون كذلك ذرات وجزيئات مع بعضها البعض، وتمكنوا من التعرف على طبيعة التصادمات فيما بينها، مما يمهد الطريق لدراسات عن التصادمات بين الأنواع الباردة في المصائد المغناطيسية.

شكل 1 | الإعداد التجريبي. تدخل الجزيئات الباردة المنبعثة من مصدر أسرع من الصوت إلى أنبوب تقليل السرعة (إلى اليسار). ويجري تقليل السرعة، دون حدوث تبادل حراري، باستخدام 480 مصيدة مغناطيسية مشتركة الحركة. تتألف هذه المصائد من أزواج غير متماثلة (بالأحمر، والأسود) من الملفات النابضة. تُحمل الجزيئات بين ملفين فائقي التوصيل، ومرتفعي درجة الحرارة، حيث يجري تعزيز تيارات مستمرة مرتفعة في غضون 0.5 مِلّي ثانية؛ لتكوين مصيدة ثابتة. وبعد مرور وقت الاحتجاز المطلوب، يجري فحص الكثافة في المصيدة باستخدام التأيين بالليزر، بالتزامن مع استخراج الأيونات إلى «صفيحة قنوات ميكروية» MCP بؤرة الليزر في المستوى العرضي استبانة مكانية للكثافة المحتجزة.

شكل 1 | الإعداد التجريبي. تدخل الجزيئات الباردة المنبعثة من مصدر أسرع من الصوت إلى أنبوب تقليل السرعة (إلى اليسار). ويجري تقليل السرعة، دون حدوث تبادل حراري، باستخدام 480 مصيدة مغناطيسية مشتركة الحركة. تتألف هذه المصائد من أزواج غير متماثلة (بالأحمر، والأسود) من الملفات النابضة. تُحمل الجزيئات بين ملفين فائقي التوصيل، ومرتفعي درجة الحرارة، حيث يجري تعزيز تيارات مستمرة مرتفعة في غضون 0.5 مِلّي ثانية؛ لتكوين مصيدة ثابتة. وبعد مرور وقت الاحتجاز المطلوب، يجري فحص الكثافة في المصيدة باستخدام التأيين بالليزر، بالتزامن مع استخراج الأيونات إلى «صفيحة قنوات ميكروية» MCP بؤرة الليزر في المستوى العرضي استبانة مكانية للكثافة المحتجزة. 

كبر الصورة