14:36 2022-06-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Preluarea controlului cuantic asupra elementelor de construcție ale vieții
_ Preluarea controlului cuantic asupra construcției vieții blocuri
Viața (cum o știm noi) se bazează pe carbon. În ciuda ubicuității sale, acest element important deține încă o mulțime de secrete, pe pământ și în ceruri deasupra noastră. De exemplu, astrofizicieni precum Daniel Wolf Savin de la Columbia, care studiază norii interstelari, doresc să înțeleagă cum substanțele chimice, inclusiv carbonul, care se învârtesc în aceste agregate nebuloase de gaz și praf formează stelele și planetele care împrăștie universul nostru și dau naștere vieții organice.
Acești nori interstelari sunt reci până la o extremă care este dificil de imitat într-un laborator, dar Columbia are experți în știința ultrarece. La o retragere a Departamentului de Fizică în urmă cu câțiva ani la Laboratorul Nevis din Columbia, astrofizicianul Savin l-a întâlnit pe fizicianul cuantic Sebastian Will. Laboratorul lui Will este specializat în răcirea atomilor și moleculelor la limita lor absolută cu ajutorul laserelor. Tehnicile de răcire cu laser au avansat rapid în ultimii ani, dar alegerile tipice ale fizicienilor privind atomii și moleculele nu apar prea des în viața de zi cu zi. Savin a vrut să știe: ați putea răci moleculele de carbon?
Răspunsul, cel puțin teoretic, este da, conform unui studiu pe care studentul absolvent de fizică Niccolò Bigagli, Savin și Will l-au publicat recent în Physical Review A.
Punctul de plecare pentru răcirea cu laser a oricărui atom sau moleculă este de a înțelege modul în care acesta absoarbe și emite lumină; acest proces reduce energia cinetică a atomului sau a moleculei, în cele din urmă răcindu-l și aducându-l aproape de oprire. Datele spectroscopice necesare sunt dificil de obținut și necesită adesea echipamente scumpe de laborator, dar, din fericire, datele pentru moleculele de carbon existau deja în baza de date ExoMol, o resursă open-source de la University College London de date de spectroscopie moleculară pe care astrofizicienii le folosesc pentru a studia atmosferele exoplanetelor. .
Bigagli s-a confruntat cu datele de la ExoMol și a dezvoltat o schemă care ar trebui să poată folosi lasere pentru a răci moleculele de carbon până la temperaturi extrem de scăzute – replicând mai îndeaproape acele condiții în norii interstelari decât a fost posibil anterior în laboratorul, remarcă Savin. Aceste molecule reci de carbon ar putea fi apoi prinse cu așa-numitele pensete optice pentru spectroscopia de înaltă precizie a proprietăților lor fundamentale sau pentru experimente de reacție pentru a studia chimia lor cuantică, așa cum a subliniat Will.
„Moleculele de carbon sunt Blocuri absolut esențiale pentru atâtea alte molecule – este incredibil să ne gândim la posibilitățile a ceea ce am putea crea cu această nouă schemă de răcire cu laser”, a spus Bigagli. Aceasta ar putea include combinarea carbonului cu atomi de hidrogen pentru a studia o clasă importantă de molecule numite hidrocarburi.
Acele molecule de carbon, care în unele aspecte sunt destul de diferite de moleculele care au fost răcite cu laser până acum în laboratoare, sunt adaptabil la tehnică ridică, de asemenea, posibilitatea ca mai multe opțiuni să fie pe masă decât se realizase anterior. „Moleculele de carbon ar putea fi puntea de legătură între moleculele oarecum ezoterice ale fizicienilor și cele pe care chimiștii le studiază cu mai multe aplicații din viața reală”, a spus Bigagli. În prezent, echipa analizează date suplimentare pentru a identifica alte molecule interesante care ar putea fi răcite cu laser, precum și se gândește la ce ar putea adăuga carbonului răcit.
Numai experimentele reale vor spune cât de reușită este răcirea cu carbon. Schema va fi, a spus Will, și speră că laboratorul său va putea construi în curând configurațiile laser necesare. „Am arătat că, în principiu, acest lucru va funcționa cu tehnologie de ultimă generație – avem nevoie doar de resursele necesare pentru a le pune împreună”, a spus el.
Comentarii:
Adauga Comentariu