Физики впервые наблюдают редкий резонанс в молекулах

Певица может разбить винный бокал, если попадет в нужный тон. Причина в резонансе. В то время как стекло может слегка вибрировать в ответ на большинство акустических тонов, высота тона, которая резонирует с собственной частотой материала, может усилить его вибрации, заставив стекло разбиться.

Резонанс также происходит в гораздо меньшем масштабе атомов и молекул. Когда частицы вступают в химическую реакцию, это отчасти происходит из-за особых условий, которые резонируют с частицами таким образом, что заставляют их вступать в химическую связь. Но атомы и молекулы постоянно находятся в движении, пребывая в размытом состоянии вибрирующих и вращающихся состояний. Выбрать точное резонирующее состояние, которое в конечном итоге вызывает реакцию молекул, было почти невозможно.

Физики Массачусетского технологического института, возможно, раскрыли часть этой тайны в  новом исследовании , опубликованном в журнале Nature. Команда сообщает, что они впервые наблюдали резонанс при столкновении ультрахолодных молекул.

Они обнаружили, что облако переохлажденных молекул натрия-лития (NaLi) исчезало в 100 раз быстрее, чем обычно, при воздействии очень специфического магнитного поля. Быстрое исчезновение молекул означает, что магнитное поле настроило частицы в резонанс, заставив их реагировать быстрее, чем обычно.

Полученные данные проливают свет на таинственные силы, которые заставляют молекулы вступать в химические реакции. Они также предполагают, что однажды ученые смогут использовать естественные резонансы частиц, чтобы направлять и контролировать определенные химические реакции.

В целом открытие обеспечивает более глубокое понимание молекулярной динамики и химии. Хотя ученые не ожидают, что смогут стимулировать резонанс и управлять реакциями на уровне органической химии, однажды это станет возможным в квантовом масштабе.

Science XXI