Per anni, gli scienziati hanno cercato il modo di raffreddare le molecole fino a temperature ultra fredde, a quel punto esse dovrebbero rallentare, permettendo agli scienziati di controllare con precisione il loro comportamento quantistico. Questo potrebbe consentire di utilizzare le molecole come parti per il calcolo quantistico, sintonizzandole in modo da effettuare più flussi di calcoli alla volta.
Mentre, infatti, gli scienziati sono riusciti a super-raffreddare gli atomi, fare lo stesso con le molecole, più complesse nel loro comportamento e nella loro struttura, si è rivelata finora una sfida molto più ardua.
Ora i fisici del MIT hanno trovato il modo di raffreddare le molecole di sodio litio fino a 200 miliardesimi di un Kelvin, appena sopra lo zero assoluto. Lo hanno fatto applicando una tecnica chiamata “collisional cooling”, in cui hanno immerso quelle di litio di sodio freddo in una nuvola di atomi di sodio ancora più freddi. Gli atomi ultra freddi agivano come refrigerante per raffreddare ulteriormente le molecole.
Il raffreddamento per collisione è una tecnica standard utilizzata per raffreddare gli atomi utilizzandone altri più freddi. E per più di un decennio, i ricercatori hanno tentato di raffreddare un certo numero di molecole diverse usando il raffreddamento per collisione, solo per scoprire che quando esse si scontravano con gli atomi, si scambiavano energia in modo tale che le molecole venivano riscaldate o distrutte.
Nei loro esperimenti, i ricercatori del MIT hanno scoperto che se le molecole di sodio litio e gli atomi di sodio venivano fatti girare nello stesso modo potevano evitare di autodistruggersi e gli atomi portavano via l’energia molecolare, sotto forma di calore. Il team ha utilizzato un controllo preciso dei campi magnetici e un intricato sistema di laser per coordinare il movimento rotatorio delle molecole.
La loro scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, ha così segnato un primato: infatti, per la prima volta i ricercatori hanno utilizzato con successo il raffreddamento collisionale per raffreddare le molecole fino a temperature di nanokelvin.
Questa ricerca è stata finanziata, in parte, dalla National Science Foundation, dalla NASA e dalla Samsung Scholarship.
