Opis projektu
Jak pomóc gazom molekularnym osiągnąć kwantowy stan podstawowy?
Kondensaty Bosego-Einsteina (BEC) są względnie nowym stanem materii osiągniętym po raz pierwszy w latach 90. XX wieku. Dziesięciolecia wcześniej, bazując na pracy Bosego, Einstein przewidział, że atomy gazu schładzane do temperatury bliskiej zeru absolutnemu będą zajmowały najniższy możliwy kwantowy stan energetyczny (stan podstawowy), co da całkowitą nad nimi kontrolę. Ostatecznie w 2001 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki naukowcom, którym udało się przeprowadzić kondensację Bosego-Einsteina w rozcieńczonych gazach atomów litowców. Te przełomowe eksperymenty zapoczątkowały nową epokę badań charakteryzujących się szybkim postępem teoretycznym i eksperymentalnym. Mimo to wciąż niewiele wiemy na temat odpowiedników molekularnych atomowego BEC. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu MOLBEC realizują prace w ramach obiecującego paradygmatu doświadczalnego, które mają doprowadzić do schłodzenia cząsteczek do skrajnie niskich temperatur i uzyskania molekularnego kondensatu Bosego-Einsteina. Zadanie to było dotychczas trudne z powodu naturalnych drgań cząsteczek oraz rotacji charakterystycznych dla wiązań cząsteczkowych.
Cel
Generating a Bose Einstein Condensate (BEC) or Fermi gas of molecules is a long-standing goal of modern molecular science. Molecular BEC is a macroscopic millimeter-size quantum object with a large number of molecules occupying the lowest center-of-mass quantum state. In stark contrast to atoms, molecules possess internal degrees of freedom and stronger interactions that lead to the emergence of new phenomena. Strong dipole-dipole interactions give rise to new ordered states of matter, quantum crystals. Many-body effects start dominating collision dynamics where even molecular rotational excitations are dissipated as angular-momenta-carrying quasiparticles within the condensate.
Despite intense experimental efforts, these fascinating ideas remain in the realm of theory. The main difficulty in turning theory into reality has been the absence of general molecular cooling methods. Recently, we have demonstrated the first experiment where collisions between cold molecules trapped in a 1 K deep superconducting magnetic trap are achieved without laser cooling [Segev et al. Nature, 572 (2019)], opening a clear path to molecular evaporation.
We here propose to cool molecules by removing the fastest ones from the trap and letting the rest thermalize to lower temperatures via collisions. This method has been used to produce atomic BECs and we are the first group reaching identical initial conditions that are necessary for the successful application of the evaporative cooling. Generality of our approach is the key to successful search for a suitable molecular candidate. As an alternative to evaporation we suggest applying direct laser cooling on magnetically stopped NH radicals. We are confident that one of our approaches will lead to the long-sought generation of molecular quantum degenerate gas.
Our proposal opens new fields and will find applications in areas ranging from quantum chemistry to quantum information science.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykafizyka laserów
- nauki przyrodniczenauki fizyczneelektromagnetyzm i elektronikanadprzewodnik
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
44227 Dortmund
Niemcy