Metodele alternative de studiere a moleculelor grele vor facilita căutarea unor fenomene dincolo de Modelul Standard

Căutarea fenomenelor fizice dincolo de Modelul standard necesită adesea acces la instrumente puternice, cum ar fi Large Hadron Collider, detectoare subterane pentru neutrini, materie întunecată și particule exotice. Astfel de dispozitive sunt extrem de costisitoare de construit și întreținut, durează mulți ani pentru a fi fabricate și sunt rare, ceea ce duce la cozi lungi în rândul oamenilor de știință. Datorită oamenilor de știință din Țările de Jos, acest lucru s-ar putea schimba acum. Ați dezvoltat o tehnică pentru a limita și a examina moleculele grele în condiții de laborator.

Sursa imagine: Pixabay / Publicat: Lumea Fizicii

Molecule grele sunt un obiect excelent pentru studiul momentului dipolar electric al electronului. Cu toate acestea, cu metodele utilizate anterior, nu a fost posibilă capturarea lor într-un mic cadru de laborator.

Tehnici standard pentru determinarea electrică Momentul dipol al electronului (eEDM) utilizați spectroscopie de înaltă precizie. Pentru a face acest lucru, totuși, moleculele trebuie mai întâi încetinite și capturate cu un laser sau o capcană electrică. Problema este că pentru a descoperi fenomene dincolo de Model standard mergând mai departe, poate fi necesar să capturați molecule care sunt prea grele pentru a fi capturate cu laser. Capcanele electrice, pe de altă parte, permit captarea ionilor grei, dar nu și captarea moleculelor inerte electric.

Cercetătorii de la Universitatea din Groningen, Vrije Universiteit Amsterdam și Institutul Nikhef și-au început munca prin crearea de molecule de fluorură de stronțiu (SrF) produse de reactie chimica provine dintr-un gaz criogenic la o temperatură de aproximativ 20 Kelvin. Datorită temperaturii scăzute, aceste molecule au o viteză inițială de 190 m/s, în timp ce la temperatura camerei este în jur de 500 m/s. Moleculele sunt apoi introduse într-un retarder Stark lung de 4,5 metri, unde trec câmpuri electrice alternante mai întâi să fie frânat și apoi oprit. Moleculele SrF rămân prinse timp de 50 de milisecunde. În acest timp pot fi analizate cu un sistem special indus de laser. Astfel de măsurători fac posibilă studierea proprietăților electronilor, inclusiv momentul dipolului electric, astfel încât să se poată căuta semne de asimetrie.

Modelul Standard prezice existența unui eEDM, dar are o valoare extrem de mică. Prin urmare, această proprietate nu a fost încă respectată. Observarea și investigarea eEDM ar putea indica existența unei fizice dincolo de modelul standard punct.
Moleculele SrF studiate de olandezi au o masă de aproximativ trei ori mai mare decât a altor molecule care au fost studiate cu metode similare până acum. Următorul nostru obiectiv este să captăm molecule și mai grele, cum ar fi B. Fluorura de bariu (BaF), care are de 1,5 ori masa SrF. O astfel de moleculă ar fi o țintă și mai bună pentru măsurătorile eEDM, spune Steven Hoekstra, fizician la Universitatea din Groningen. Deoarece cu cât molecula este mai grea, cu atât măsurătorile pot fi mai precise.

Cu toate acestea, capacitatea de a prinde molecule grele nu este utilă numai pentru studiul momentului dipolului electric al unui electron. Poate fi folosit și pentru a ciocni molecule grele la energii scăzute pentru a simula condițiile din spațiu. Aceasta, la rândul său, este folosită în investigarea Interacțiuni la nivel cuantic a fi de folos. Hoekstra spune că el și colegii săi vor lucra și la creșterea sensibilității măsurătorilor prin creșterea intensității fluxului molecular. Vom încerca, de asemenea, să captăm molecule mai complexe precum BaOH sau BaOCH3. De asemenea, vom folosi tehnologia noastră pentru a studia asimetriile în moleculele chirale, a anunțat el.

tipărire