Специалисты впервые отправили в лазерный луч два атома и получили молекулу

В недавнем прорыве в области молекулярной химии учёные достигли беспрецедентного результата, осуществив синтез одиночной молекулы цезий-натрия (CsNa) in vitro. Этот результат был достигнут путём интеграции изолированных атомов натрия и цезия с использованием высокоточных оптических лазерных пинцетов, что позволило контролировать процесс образования химической связи на атомном уровне. Этот метод открывает новые горизонты в фундаментальных исследованиях и прикладных разработках, демонстрируя возможности манипулирования материей на квантовом уровне.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science, подчёркивая значимость достигнутого прогресса. В начале эксперимента атомы натрия и цезия были охлаждены до температуры, близкой к абсолютному нулю (−273,15 °C), используя методы лазерного охлаждения, что значительно снизило их кинетическую энергию и обеспечило высокую степень манипулятивного контроля над их движением. Затем атомы были помещены в оптические ловушки, созданные с помощью лазерных пучков, для их стабильного удержания и позиционирования.

На следующем этапе была проведена точная настройка параметров лазерных пучков для инициации столкновения атомов натрия и цезия. Столкновение привело к их сближению до дистанции, достаточной для формирования химической связи. Ключевым моментом стало использование третьего лазерного импульса для передачи атомам необходимой энергии активации, что позволило преодолеть энергетический барьер и стабилизировать молекулу цезий-натрия. Этот метод демонстрирует высокую степень контроля над процессами химических реакций на атомном уровне, предоставляя уникальные возможности для изучения квантовых эффектов и взаимодействий.

Разработанный метод представляет собой значительный вклад в развитие квантовой химии и физики, предоставляя инструменты для детального исследования химических реакций и квантовых характеристик молекул в условиях минимизации внешних воздействий. Авторы работы подчёркивают, что оптические пинцеты могут стать универсальным инструментом для создания молекул с заданными квантовыми свойствами, открывая перспективы для развития квантовых технологий, включая квантовые вычисления и сенсорику.

Таким образом, данное достижение подтверждает возможности лазерной манипуляции атомами и закладывает фундамент для будущих исследований, направленных на разработку новых материалов и устройств с уникальными квантовыми характеристиками, пишет progorodsamara.ru.