Группа американских физиков впервые соединила два отдельных атома в молекулу в полностью контролируемой реакции, проведенной с помощью лазера.

Для соединения веществ в химической реакции реагенты смешиваются; отдельные атомы и молекулы, связываясь, разрывают старые и (или) формируют новые химические связи. Реакция в смеси происходит из-за многочисленных аварий. Даже если это происходит в лаборатории, при строго определенных условиях, ученые не контролируют взаимодействие отдельных атомов и молекул.
В новом эксперименте специалисты создали связь между двумя атомами, манипулируя ими с помощью лазерного (оптического) пинцета-инструмента, который позволяет перемещать очень мелкие объекты, в том числе отдельные атомы, с точностью до нескольких нанометров, используя быстрые серии лазерных импульсов.

Сначала атомы щелочных металлов, цезия и натрия, охлажденные до температуры ниже одной десятитысячной градуса, а затем начали толкать их навстречу друг другу лазерными лучами до тех пор, пока лучи не наслоились друг на друга. Импульс третьего лазера информировал оба атома об энергии, необходимой для образования химической связи, в результате чего образовалась молекула NaCs. Статья об эксперименте была опубликована 12 апреля в журнале Science.

Такие управляемые реакции на отдельных атомах и молекулах в будущем позволят ученым изучить физические процессы, ведущие к образованию межатомных связей, а также понять поведение изолированных молекул. Кроме того, с помощью лазерных пинцетов можно будет создавать молекулы с заданными квантовыми свойствами, считает руководитель исследовательской группы, химик из Гарварда ни Кан-Куэн (Kang-Kuen Ni). Такие молекулы будут использоваться в квантовых компьютерах, где их можно будет использовать в качестве кубитов, поясняют авторы эксперимента.

Ранее российские и французские физики использовали лазерные пинцеты при манипуляциях кольцевыми токами в сверхпроводнике: они затем принудительно формировали токи (вихри Абрикосова) в буквах.

Материалы по теме:

CES 2019: Человекоподобный робот, который будет жить в твоём доме
Высокотехнологичное предприятие Ubtech прославилась благодаря созданию обучающихся ботов. Но на этом корпорация не остановилась, а наоборот – продолжила разработку «умных» роботов. На CES 2019 ...
Ледники могут быть мощными источниками метана
Для оценки глобального изменения климата важно, чтобы цифровые модели, на которых основаны прогнозы, учитывали все соответствующие источники парниковых газов, одним из которых является метан. Недавно ...
На что способен убийца компьютеров от Apple
После выхода первого iPhone Стив Джобс объявил о начале пост-PC эры, которая будет отмечена смертью персональных компьютеров и их заменой мобильными устройствами. Однако спустя 10 ...
Российские ученые нашли способ отличить дорогую рыбу от дешевой
Выявить случаи продажи дешевого рыбного филе под видом дорогостоящих фрагментов тканей в скором времени можно будет и в нашей стране. Благодаря так называемому молекулярному штрих-коду ...
Физики открыли новую Теорию всего
Физики из Института гравитационной физики им. Макса Планка (Германия) и Варшавского университета (Польша) расширили стандартную модель физики частиц, включив в нее гравитацию. Новая теоретическая конструкция, ...