Chargé négativement et pourtant assez froid
Cela permet, par exemple, de nouvelles recherches sur les réactions chimiques dans l'espace
Les anions, des ions chargés négativement, sont réticents à être refroidis. Des physiciens dirigés par Matthias Weidemüller de l'université de Heidelberg et Roland Wester de l'université d'Innsbruck ont maintenant mis au point une méthode pour refroidir les anions moléculaires à moins de 3 kelvins en un temps remarquablement court. Cela permet, par exemple, de nouvelles recherches sur les réactions chimiques dans l'espace.
Le refroidissement d'atomes et d'ions à un niveau proche du zéro absolu est aujourd'hui une pratique courante dans de nombreux laboratoires. Les particules peuvent être très bien contrôlées à ces températures, et ces systèmes constituent une plate-forme idéale pour explorer de nombreuses questions scientifiques et sont à la base des horloges de précision ou des bits quantiques. Il est toutefois surprenant de constater que les ions chargés négativement, connus sous le nom d'anions, échappent à ces efforts scientifiques. Ils sont difficiles à refroidir. Des chercheurs de l'université de Heidelberg et de l'université d'Innsbruck ont mis au point une nouvelle technique permettant de trier sélectivement les particules les plus chaudes d'un nuage d'ions moléculaires et de refroidir ainsi les ions moléculaires restants à moins de 3 kelvins.
Refroidissement par évaporation des anions
Dans l'expérience, les ions sont enfermés dans un piège à radiofréquences et répartis le long de l'axe longitudinal du piège. Cela permet aux ions à haute énergie de s'éloigner du centre du piège. "Nous exploitons ce phénomène pour retirer sélectivement ces ions du piège", explique Eric Endres, du département de physique des ions et de physique appliquée. "À l'aide d'un faisceau laser focalisé placé au bord du nuage d'ions, nous neutralisons les ions les plus chauds. Les photons du laser détachent ainsi un électron de l'anion, créant une molécule neutre qui sort du piège". Après l'évaporation des ions les plus énergétiques, les ions restants se refroidissent à une température plus basse. "En déplaçant lentement la lumière laser vers le centre du piège, les anions les plus énergétiques sont évaporés un par un, ce qui permet d'atteindre une température de 2,2 kelvins en moins de quatre secondes", explique Saba Hassan, de l'Institut de physique de l'université de Heidelberg.
Les techniques précédemment utilisées permettent de refroidir les anions jusqu'à 3 kelvins. "Grâce à notre méthode perfectionnée, cette barrière peut en principe être franchie pour tout type de molécule chargée négativement, ce qui permet de nombreuses nouvelles recherches sur les fondements de la nature ou, par exemple, sur les réactions chimiques dans l'espace", se réjouissent Matthias Weidemüller et Roland Wester, chefs du groupe de recherche.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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