Fyzikům se podařilo poprvé sestavit bizarní molekulu zvanou Rydbergův polaron

08. 03. 2018

Částicová fyzika Lasery Boseho-Einsteinův kondenzát

Pomocí laserů se americkým a rakouským vědcům podařilo přeskupit velmi chladné atomy stroncia do komplexní struktury, která není v běžném prostředí k vidění - Rydbergova polaronu. "Objevili jsme nový způsob, jakým se atomy sestavují do molekul" říká fyzik Tom Killian z Rice University (USA), který vedl studii publikovanou v magazínu Physical Review Letters. Na teoretických podkladech pro experiment pracovali vědci na Vienna University of Technology a Harvard University.

Experiment na Rice University umožnil vytvořit molekulu z atomů zcela novým způsobem, vědci k tomu využili Boseho-Einsteinova kondenzátu a Rydbergových atomů. Nově vytvořené molekuly dosahují velkých rozměrů a jsou stabilní pouze v extrémně chladných podmínkách kondenzátu, zhruba miliontinu stupně nad absolutní nulou. 

V těchto specifických podmínkách vytvořili vědci Rydbergovy atomy tím, že za pomoci laserů excitovali atomy do vyšších energetických stavů, kdy se elektrony nacházejí ve větší vzdálenosti od jádra atomu. Vzdálenost mezi jádrem a jeho elektrony tak může nabýt až stovek nanometrů, což je víc než tisíckrát víc než poloměr atomu vodíku. 

Hmota se tak dostává do zcela nového skupenství, kdy se běžné atomy objevují mezi jádrem a elektrony jiných atomů. Takto vzniklá molekula může na rozdíl od běžných molekul nabýt velkých rozměrů, atomy lze totiž spojovat dohromady jako skládačku.

Už dříve se podařilo vytvořit Rydbergovy polarony z rubidia, využití stroncia pro poslední experiment však vědcům umožnilo lépe pozorovat energie Rydbergových atomů a pozorovat jejich specifické charakteristiky.