ทีมวิจัยนานาชาติค้นพบว่าโมเลกุลของน้ำบนพื้นผิวที่เย็นต้องการความร้อนเพิ่มเติมก่อนที่จะก่อตัวเป็นน้ำแข็ง การทดลองใหม่ของพวกเขาพบว่าโมเลกุลของน้ำบนพื้นผิวกราฟีนที่เย็นในตอนแรกจะผลักกัน จนกว่าพลังงานเพิ่มเติมจะช่วยให้พวกมันปรับทิศทางตัวเองใหม่และสร้างพันธะไฟฟ้าสถิตได้ การค้นพบนี้เติมเต็มช่องว่างที่สำคัญในความรู้ของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของน้ำแข็ง และอาจนำไปสู่วิธีการใหม่
ในการควบคุม
กระบวนการแช่แข็ง เมื่อน้ำที่เป็นของเหลวสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็น น้ำแข็งสามารถก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วผ่านกระบวนการนิวเคลียส โดยโมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลจับตัวกันเพื่อสร้างผลึกแข็งที่ใหญ่ขึ้น ในขณะที่มีการศึกษานิวเคลียสอย่างกว้างขวางในระดับมหภาค มันเป็นเรื่องยากที่จะศึกษา
ในระดับโมเลกุล เพราะมันเกิดขึ้นในระดับเวลาหลายสิบพิโควินาที ซึ่งเร็วเกินไปสำหรับเครื่องมือทั่วไป
ตอนนี้นักวิจัยที่นำ ได้สังเกตนิวเคลียสในระดับโมเลกุลโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า เทคนิคนี้พัฒนาขึ้นครั้งแรกที่เคมบริดจ์ เกี่ยวข้องกับการกระเจิงลำแสงของอะตอมฮีเลียมที่มีโพลาไรซ์แบบหมุน
ออกจากโมเลกุลบนพื้นผิว อะตอมมาถึงพื้นผิวในชุดคลื่นที่คั่นด้วยช่วงเวลาปกติในระดับพิโควินาที การเคลื่อนที่ของโมเลกุลบนพื้นผิวทำให้เกิดความแตกต่างในขั้นตอนของแพ็กเก็ตคลื่นที่กระจัดกระจายอย่างต่อเนื่อง ซึ่งตรวจพบโดยใช้เทคนิคสปิน-เอคโค่ แรงผลักแบบไดโพลาร์การทดลองเผยให้เห็นว่า
ในตอนแรกโมเลกุลของน้ำยึดติดกับพื้นผิวกราฟีนที่เย็นโดยมีทิศทางเดียวกัน: อะตอมของไฮโดรเจนทั้งสองอยู่ใกล้กับพื้นผิวในขณะที่อะตอมของออกซิเจนถูกยกขึ้นเหนือพื้นผิว โมเลกุลของน้ำเป็นไดโพลไฟฟ้า (ปลายออกซิเจนมีประจุลบ และปลายไฮโดรเจนมีประจุบวก) ดังนั้นจึงมีแรงผลักไฟฟ้าสถิต
แบบไดโพลาร์ระหว่างโมเลกุลที่มีทิศทางเดียวกันเหล่านี้และสิ่งนี้จะยับยั้งการเกิดนิวเคลียส ทีมงานพบว่าสิ่งกีดขวางนี้สามารถเอาชนะได้โดยการให้ความร้อนแก่โมเลกุลเพื่อเปลี่ยนทิศทางเพื่อให้ขั้วที่มีประจุตรงข้ามกันสามารถดึงดูดซึ่งกันและกันและเริ่มเกิดนิวเคลียสได้
และเพื่อนร่วมงาน
ได้ทำการจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของน้ำที่ดูดซับด้วยคอมพิวเตอร์ด้วยพลังงานที่แตกต่างกัน ตามที่พวกเขาหวังไว้ การเปลี่ยนแปลงปริมาณความร้อนที่ใช้ทำให้นิวเคลียสเปิดและปิดได้ ซึ่งสอดคล้องกับการสังเกตจากการทดลอง ผลลัพธ์ของทีมอาจนำไปสู่เทคนิคใหม่ในการควบคุม
การก่อตัวของน้ำแข็งบนกังหันลม เครื่องบิน และอุปกรณ์โทรคมนาคม นอกจากนี้ยังสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการก่อตัวของน้ำแข็งและการละลายในธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง ช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อชั้นบรรยากาศเย็นได้ดีขึ้น
ณ จุดนี้ เราบรรจุอะตอมลงใน “กากน้ำตาลออปติคัล” ซึ่งเป็นพื้นที่ตรงกลางของห้องสุญญากาศสูงพิเศษหลักของเราซึ่งมีลำแสงเลเซอร์สีเหลืองสามคู่ที่กระจายสวนทางกัน ซึ่งปรับให้ต่ำกว่าการสั่นพ้องของอะตอมเพียงเล็กน้อย บรรจบกัน อะตอมเหล่านั้นที่มองเห็นดอปเปลอร์แสงจะเปลี่ยนเป็นความถี่
ที่พวกมันสามารถดูดซับ ถอยกลับจากการเตะโมเมนตัมเล็กๆ ของโฟตอนที่ถูกดูดกลืน ทำให้ช้าลงและเย็นลงในกระบวนการ ภายในเวลาไม่กี่วินาที กากน้ำตาลเชิงแสงกักเก็บอะตอมได้ประมาณ 1 หมื่นล้านอะตอม ทำให้เย็นลงถึง 50 ในล้านขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ ที่นี่หนาวมาก แต่เราต้องการให้ตัวอย่าง
ของเราเย็นลง!สำหรับขั้นตอนการทำความเย็นขั้นต่อไป เราปิดลำแสงเลเซอร์ทั้งหมดเพื่อให้ในห้องแล็บมีความมืดสนิท ในเวลาเดียวกันเราเปิดกระแสไฟฟ้า 1,000 A ในแม่เหล็กไฟฟ้า “4 Dee” ซึ่งอยู่ในรูปของตัวอักษร Ds สี่ตัว เนื่องจากอะตอมของโซเดียมมีโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็ก เราจึงสามารถดักจับ
พวกมันได้
ในสนามแม่เหล็กขั้นต่ำซึ่งอยู่ที่ศูนย์กลางของแม่เหล็กไฟฟ้าจากนั้นเราจะเริ่มกระบวนการ “การทำความเย็นแบบระเหย” ซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกับการทำให้ถ้วยกาแฟเย็นลง อะตอมที่ร้อนที่สุดจะหนีออกไป ปล่อยให้อะตอมที่เหลือชนกันและปรับสมดุลอีกครั้งที่อุณหภูมิต่ำกว่า
ก่อนที่อะตอมร้อนชุดต่อไปจะแยกตัวออกไป และส่วนที่เหลือจะเย็นลง อย่างไรก็ตาม เราไม่ได้รอให้อะตอมที่ร้อนที่สุดจากไป เราช่วยพวกมันในระหว่างทางโดยใช้ “สเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็ก” ด้วยการใช้สนามความถี่วิทยุและกวาดผ่านความถี่อย่างระมัดระวัง เราไล่อะตอมที่ร้อนที่สุดออกไปเรื่อยๆ
จนกว่าเราจะเหลือตัวอย่างอะตอมที่ติดแม่เหล็กซึ่งเย็นจัดจนความยาวคลื่น “de Broglie” ของพวกมันเทียบได้กับ ระยะห่างระหว่างอะตอม ณ จุดนี้ เมื่อเมฆอะตอมเย็นลงจนมีอุณหภูมิประมาณ 500 พันล้านส่วนขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ (500 nK) เราสามารถเริ่มสร้าง “คอนเดนเสทโบส-ไอน์สไตน์”
ได้ นี่เป็นสถานะที่แปลกมากของสสารที่อะตอมหลายล้านอะตอมประพฤติตนในลักษณะที่สัมพันธ์กันอย่างสมบูรณ์ – เหมือนซุปเปอร์อะตอม เป็นสถานะของสสารที่มีคุณสมบัติคล้ายกับตัวนำยิ่งยวดและของไหลยิ่งยวด การคาดการณ์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1920 คอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ถูกพบ
ในปี 1995 และเพื่อนร่วมงานที่ห้องปฏิบัติการ JILA ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโดเมฆอะตอมเย็นประกอบด้วยอะตอมที่เป็นกลาง ซึ่งแตกต่างจากไอออน มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้น แม้ว่าเมฆอะตอมจะถูกทำให้เย็นลงถึง 500 nK ระบบที่เหลือ รวมถึงห้องสุญญากาศ
ที่อยู่ใกล้กับอะตอมเย็น ก็สามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่เป็นไปได้จริงของสื่อออปติกใหม่ของเราลดแสง ความลับ ตอนนี้เรามีอะตอมที่เย็นจัด แล้วเราจะใช้อะตอมเพื่อทำให้แสงช้าลงได้อย่างไร วัสดุแบบดั้งเดิม เช่น บล็อกแก้ว สามารถทำให้แสงช้าลงได้ 30% หรือ 40%
แนะนำ ufaslot888g
