Ultracold moleküler gazlarla yapılan deneyler kuantum kimyasına güçlü bir mercek sağlar, ancak araştırmacılar bu tür sistemlerin ilk geliştirilmesinden bu yana on yıl içinde deneyler esnasında kullandıkları tuzaklarda yaşanan beklenmeyen molekül kayıplarıyla oldukça şaşırdılar.
Artık moleküller ve atomlar arasındaki kimyasal reaksiyonlar sırasında geçici ara komplekslerin oluştuğu bilinmektedir ve sızan kısımda bu komplekslerdir.
Araştırmacılar, birkaç olası mekanizmadan hangisinin kaybı açıkladığından emin olamazlar. Çünkü komplekslerin ne kadar süre var olduğunu bilmiyorlar.
Harvard Üniversitesi’nden Matthew Nichols ve meslektaşları, hem kaçış mekanizmasını hem de ultracold moleküler çarpışmaların mevcut anlayışındaki bir boşluğu tanımlayarak, ultracold atom ve molekül karışımındaki moleküler komplekslerin ömrünü doğrudan ölçtüler.
Nichols ve meslektaşları potasyum rubidyum (KRb) moleküllerini ve rubidyum (Rb) atomlarını 480 nk’ye soğuttu ve geçici atom-molekül komplekslerinin ömrünü araştırmak için iki lazerle tuzağa düşürdü.
Araştırmacılar, ışınların yoğunluğunu hızla değiştirerek, atomların, moleküllerin ve bunların çeşitli kombinasyonlarının popülasyonlarının fotoiyonizasyon ve iyon tespiti kullanarak zaman içinde nasıl değiştiğini ölçmelerine izin vererek sistemdeki dinamikleri indüklediler.
Geçici, reaktif olmayan kompleks Grb2’nin teori tarafından tahmin edilenden 105 kat daha uzun bir ömre sahip olduğunu keşfettiler.
Bu kompleks, ultracold karışımını sınırlamak için kullanılan ışık tarafından uyarılabilir ve kompleks uzun bir ömre sahip olduğundan, bu tür bir uyarma, tuzaktan KRb2 kaybını açıklayabilir.
Moleküller arasındaki kuantum etkileşimleri kimyasal reaksiyonları yönetir. Nichols ve meslektaşlarının ölçümleri, bu tür etkileşimler için daha doğru bir çerçevenin, uzun ömürlü kompleksleri ve reaksiyon hızlarını açıklayabilecek yeni teoriler gerektirdiğini göstermektedir.
Kaynak: physics.aps.org Mart 15, 2022