Альтернативные методы изучения тяжелых молекул облегчат поиск явлений, выходящих за рамки Стандартной модели.

Поиск физических явлений за пределами Стандартной модели часто требует доступа к мощным инструментам, таким как Большой адронный коллайдер, подземные детекторы нейтрино, темной материи и экзотических частиц. Такие устройства чрезвычайно дороги в изготовлении и обслуживании, на их изготовление уходит много лет, и их мало, что приводит к длинным очередям среди ученых. Благодаря ученым из Нидерландов теперь это могло измениться. Вы разработали метод удержания и исследования тяжелых молекул в лабораторных условиях.

Источник изображения: Pixabay / Опубликовано: Мир физики

Тяжелые молекулы являются отличным объектом для изучения электрического дипольного момента электрона. Однако с помощью ранее использовавшихся методов их невозможно было уловить в небольшой лаборатории.

Стандартные методики определения электрического Дипольный момент электрона (eEDM) использовать высокоточную спектроскопию. Однако для этого молекулы сначала нужно замедлить и захватить с помощью лазера или электрической ловушки. Проблема в том, что для открытия явлений за пределами стандартное исполнение выходя за рамки, вам может потребоваться захват молекул, которые слишком тяжелы для лазерного захвата. С другой стороны, электрические ловушки позволяют захватывать тяжелые ионы, но не электрически инертные молекулы.

Исследователи из Университета Гронингена, Амстердамского университета Vrije и Института Нихефа начали свою работу с создания молекул фторида стронция (SrF), созданных химическая реакция возникла в криогенном газе при температуре около 20 Кельвинов. Благодаря низкой температуре эти молекулы имеют начальную скорость 190 м / с, тогда как при комнатной температуре она составляет около 500 м / с. Затем молекулы поступают в замедлитель Старка длиной 4,5 метра, где они проходят через переменные электрические поля сначала тормозить, а затем останавливаться. Молекулы SrF остаются в ловушке в течение 50 миллисекунд. За это время их можно проанализировать с помощью специальной лазерно-индуцированной системы. Такие измерения позволяют изучать свойства электронов, в том числе электрический дипольный момент, так что можно искать признаки асимметрии.

Стандартная модель предсказывает существование eEDM, но имеет очень маленькую ценность. Поэтому это свойство пока не наблюдалось. Наблюдение и исследование eEDM может указывать на существование физического за пределами стандартной модели точка.
Молекулы SrF, изученные голландцами, имеют массу, примерно в три раза превышающую массу других молекул, которые до сих пор изучались аналогичными методами. Наша следующая цель - захватить еще более тяжелые молекулы, такие как Б. Фторид бария (BaF), который в 1,5 раза превышает массу SrF. Такая молекула была бы еще лучшей мишенью для измерений eEDM, говорит Стивен Хукстра, физик из Университета Гронингена. Поскольку чем тяжелее молекула, тем точнее могут быть измерения.

Однако способность захватывать тяжелые молекулы полезна не только для изучения электрического дипольного момента электрона. Его также можно использовать для столкновения тяжелых молекул при низких энергиях для моделирования условий в космосе. Это, в свою очередь, используется при расследовании Взаимодействия на квантовом уровне быть полезным. Хукстра говорит, что он и его коллеги также будут работать над повышением чувствительности измерений за счет увеличения интенсивности молекулярного потока. Мы также попытаемся захватить более сложные молекулы, такие как BaOH или BaOCH3. Он объявил, что мы также будем использовать нашу технологию для изучения асимметрии в хиральных молекулах.

печать