Фізики використовують мікрохвильове випромінювання для охолодження молекулярного газу до наднизьких температур і стану близького до молекулярного конденсату Бозе — Ейнштейна.
Дослідники з Колумбійського університету використовують мікрохвилі для створення екранів навколо молекул натрію-цезія в молекулярному газі. Захист стабілізував молекули і допоміг фізикам охолодити їх до найнижчих температур, ледь не створивши невловимий молекулярний конденсат Бозе — Ейнштейна (бозе-конденсат).
Дослідники використовували мікрохвилі, що випромінюються спеціальною антеною, щоб продовжити термін життя бозонного газу молекул натрію-цезія з декількох мілісекунд до більш ніж однієї секунди, що є важливим першим кроком до їх охолодження. Використовуючи «довговічний» зразок газу, фізики охолодили його до температури 36 нК — трохи вище, необхідної молекулам для утворення бозе-конденсату.
Мікрохвилі — це форма електромагнітного випромінювання, що змушує молекули обертатися. Якщо розглядаються молекули — це вода в продуктах, поміщених в мікрохвильову піч на кухні, обертання створює тертя, яке в кінцевому підсумку нагріває їжу, пояснюють вчені.
У фізичній лабораторії для газу натрію-цезія, мікрохвилі створюють екран, який запобігає прилипанню молекул один до одного і втрату їх зі зразка. Утримувані на місці молекули можна піддати випарному охолодженню. Цей процес аналогічний обдування гарячої чашки кави: після видалення верхнього шару «гарячих» молекул залишилися нагріваються до більш низької температури.
Конденсат Бозе — Ейштейна — це агрегатний стан матерії, при якому окремі частинки при ультранизьких температурах і низьких щільностях конденсуються в невиразне ціле. У такому стані на макрорівні починають проявлятися квантові ефекти.
Всі бозе-конденсати, створені дотепер для вирішення фундаментальних питань квантової механіки, складалися з атомів. Набагато складніше зробити молекули досить холодними, щоб наблизитися до стану бозе-конденсату, яке знаходиться на частки градуса вище абсолютного нуля, і підтримувати стабільність молекул досить довго для проведення експериментів.
Дослідники сподіваються, що, удосконалюючи методику, в майбутніх експериментах вони досягнуть потрібного охолодження.