Sposób na zobaczenie, co tam się dzieje w skali atomowej? Zmniejszenie temperatury i to bardzo, bardzo o czym doskonale wiedzą badacze z Harvardu.
Schładzając cząsteczki do frakcji powyżej zera absolutnego, zespół był w stanie przeprowadzić reakcję chemiczną w najzimniejszych dotąd warunkach w historii, rejestrując niespotykaną wcześniej akcję pokroju zamiany atomów u dwóch cząsteczek.
Zero absolutne (-273,15°C) jest uważane za najzimniejszą możliwą temperaturę, w której cząsteczki zasadniczo pozostają w bezruchu, co powoduje całkowity brak ruchu i ciepła.
W ramach nowych badań zespół Harvarda schłodził molekuły do kilku milionowych stopnia powyżej zera absolutnego, co jest o wiele niższą wartością, niż gdziekolwiek we Wszechświecie.
W badaniu naukowcy pracowali z gazem złożonym z atomów potasu i rubidu. Kiedy cząsteczki te zderzają się, zamieniają się swoimi atomami, tworząc nową cząsteczkę dwóch atomów potasu i drugą z dwoma atomami rubidu.
Zwykle reakcje chemiczne między cząsteczkami zachodzą o wiele za szybko, aby naukowcy mogli wszystko zobaczyć – nawet najbardziej precyzyjny sprzęt może obserwować tylko to, jak oryginalne cząsteczki znikają, a nowe pojawiają się na ich miejscu. Ten środkowy krok pozostawał często tajemnicą, którego naukowcy właśnie zauważyli.
Kiedy zderzyły się cząsteczki potasu i rubidu, zespół był w stanie po raz pierwszy zobrazować cząsteczkę czterech atomów, która została krótko stworzona jako etap pośredni. Dzięki temu zespół mógł obserwować zerwanie wiązań atomowych i tworzenie nowych.
Dzięki tej zdolności naukowcy twierdzą, że w przyszłości mogliby badać reakcje chemiczne bardziej szczegółowo. W końcu reakcje chemiczne są sednem farmaceutyków, energii i produktów gospodarstwa domowego.
