Вчені використовували новий високоточний лазер для вимірювання внутрішньої вібрації найпростішої молекули.
Майже 100 років тому з’ясувалося, що мікроскопічна матерія володіє хвильовими властивостями. Протягом десятиліть всі точніші експерименти намагалися виміряти вібруючі властивості, наприклад, електронів.
У молекулах вібрація атомних ядер очевидна: її можна спостерігати у внутрішніх коливаннях атомних ядер один одного. Такі коливання викликані електронами в молекулах, які створюють зв’язок між ядрами, наприклад, ядерні коливання виникають в кожному молекулярному газі при нормальних умовах.
Щоб дуже точно дослідити особливості вібрації нуклідів, потрібен точний спосіб зміни й знання того, на скільки сильний зв’язок в конкретній молекулі.
На жаль, поки що неможливо зробити точні теоретичні прогнози про зв’язок молекул. Отже, неможливо точно досліджувати вібрації. Це можна зробити тільки за допомогою простих молекул.
Автори присвятили свою роботу саме такій молекулі, а саме молекулярному іону водню HD +. Вона складається з протона (p) і нукліда дейтрона (d). Вони пов’язані між собою одним електроном. Відносна простота цієї молекули означає, що за допомогою неї можна проводити надзвичайно точні теоретичні розрахунки.
Торік команда на чолі з професором Шиллером розробила новий метод спектроскопії для дослідження обертання молекулярних іонів. Автори використовували терагерцове випромінювання з довжиною хвилі близько 0,2 мм.
У новому дослідженні вчені змогли показати, що той же підхід працює і для збудження молекулярних коливань. Для цього їм довелося розробити лазер з особливою частотою, за своїми властивостями він унікальний.
Разом з новим лазером цей метод розширеної спектроскопії володіє в 10 тис. разів потужнішою роздільною здатністю, ніж у попередніх методах. Зрештою, з’ясувалося, що передбачення квантової теорії щодо поведінки атомних ядер протона і дейтрона узгоджується з експериментом з відносною похибкою: три на 100 млрд частин.
Натхнення: hightech.fm