Alternativaj metodoj de studado de pezaj molekuloj faciligos la serĉon de fenomenoj preter la Norma Modelo
Serĉi fizikajn fenomenojn preter la Norma Modelo ofte postulas aliron al potencaj iloj kiel ekzemple la Granda Hadron-Kolizilo, subteraj detektiloj por neŭtrinoj, malluma materio kaj ekzotikaj partikloj. Tiaj aparatoj estas ege multekostaj por konstrui kaj prizorgi, ili bezonas multajn jarojn por fabriki, kaj ili estas malabundaj, rezultigante longajn atendovicojn inter sciencistoj. Danke al sciencistoj el Nederlando, tio nun povus ŝanĝiĝi. Vi evoluigis teknikon por limigi kaj ekzameni pezajn molekulojn sub laboratoriokondiĉoj.
Bildfonto: Pixabay / Eldonita: Fizika Mondo
Pezaj molekuloj estas bonega objekto por studi la elektran dipolan momenton de la elektrono. Tamen, kun la metodoj antaŭe uzataj, ne eblis kapti ilin en malgranda laboratorio.
La normaj teknikoj por determini la elektran Dipolmomento de la elektrono (eEDM) uzu altprecizan spektroskopion. Por fari tion, tamen, la molekuloj unue devas esti bremsitaj kaj kaptitaj per lasero aŭ elektra kaptilo. La problemo estas ke malkovri fenomenojn preter la Norma modelo irante preter, vi eble bezonos kapti molekulojn kiuj estas tro pezaj por lasera kapti. Elektraj kaptiloj, aliflanke, ebligas la kapton de pezaj jonoj, sed ne la kapton de elektre inertaj molekuloj.
Esploristoj de la Universitato de Groningen, la Vrije Universiteit Amsterdam kaj la Nikhef Instituto komencis sian laboron kreante stroncia fluorida (SrF) molekuloj, faritaj de kemia reakcio originis en kriogena gaso je temperaturo de ĉirkaŭ 20 Kelvinoj. Danke al la malalta temperaturo, ĉi tiuj molekuloj havas komencan rapidon de 190 m/s, dum ĉe ĉambra temperaturo estas ĉirkaŭ 500 m/s. La molekuloj tiam estas provizitaj en 4,5 metrojn longan Stark-malrapidigilon, kie ili trapasas alternaj elektraj kampoj unue esti bremsita kaj poste haltigita. La SrF-molekuloj restas kaptitaj dum 50 milisekundoj. Dum ĉi tiu tempo ili povas esti analizitaj per speciala laser-induktita sistemo. Tiaj mezuradoj ebligas studi la ecojn de la elektronoj, inkluzive de la elektra dipola momento, tiel ke oni povas serĉi signojn de malsimetrio.
La Norma Modelo antaŭdiras la ekziston de eEDM, sed ĝi havas ekstreme malgrandan valoron. Tial ĉi tiu posedaĵo ankoraŭ ne estis observita. La observado kaj esploro de la eEDM povus indiki la ekziston de fiziko preter la norma modelo punkto.
La SrF-molekuloj studitaj de la nederlandanoj havas mason kiu estas proksimume trioble tiu de aliaj molekuloj kiuj estis studitaj per similaj metodoj ĝis nun. Nia sekva celo estas kapti eĉ pli pezajn molekulojn, kiel ekzemple B. Bariofluorido (BaF), kiu havas 1,5 fojojn la mason de SrF. Tia molekulo estus eĉ pli bona celo por mezuradoj de eEDM, diras Steven Hoekstra, fizikisto ĉe la Universitato de Groningen. Ĉar ju pli peza la molekulo, des pli precizaj povas esti la mezuradoj.
Tamen, la kapablo kapti pezajn molekulojn ne nur utilas por studi la elektran dipolmomenton de elektrono. Ĝi ankaŭ povas esti uzata por kolizii pezajn molekulojn ĉe malaltaj energioj por simuli kondiĉojn en spaco. Ĉi tio, siavice, estas uzata en la esploro de Interagoj sur la kvantuma nivelo esti utila. Hoekstra diras, ke li kaj liaj kolegoj ankaŭ laboros pri pliigado de la sentemo de la mezuradoj pliigante la intensecon de la molekula fluo. Ni ankaŭ provos kapti pli kompleksajn molekulojn kiel BaOH aŭ BaOCH3. Ni ankaŭ uzos nian teknologion por studi malsimetriojn en kiralaj molekuloj, li anoncis.