Portal informacyjny
Nauki ścisłe
Molekuły uwięzione w jednowymiarowym krysztale światła
Międzynarodowy zespół badawczy, w którym znaleźli się dwaj naukowcy z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK: prof. dr hab. Piotr Wcisło i dr Hubert Jóźwiak, opracował sposób "zamrażania" molekuł w jednowymiarowej wiązce laserowej, dzięki czemu można je badać z niespotykaną dotąd dokładnością. To krok, który otwiera drogę do zupełnie nowych testów fizyki kwantowej.
Poważnym wyzwaniem dla ultradokładnego testowania teorii kwantowej dla rzeczywistych układów fizycznych (takich jak atomy czy molekuły) jest ich ruch i oddziaływanie ze środowiskiem, które zaburzają pomiar. Niezerowa prędkość badanych molekuł sprawia, że energia emitowanego fotonu istotnie różni się od właściwej wartości (efekt Dopplera). Dla temperatury pokojowej chaotyczny ruch termiczny molekuł kompletnie rujnuje dokładność pomiarową.
Międzynarodowy zespół badawczy, w którym znalazło się dwóch pracowników Instytutu Fizyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu: prof. dr hab. Piotr Wcisło i dr Hubert Jóźwiak, zaprezentował zupełnie nowe podejście do rozwiązania tego problemu. Naukowcy wytworzyli niezwykle silną wiązkę laserową o periodycznej strukturze fali stojącej (swoisty jednowymiarowy kryształ światła). Ruch termicznych molekuł wpadających w obszar pomiarowy automatycznie ograniczony był przez siły optyczne wiązki laserowej. Molekuły były efektywnie "zamrożone" w kierunku obserwacji, co radykalnie zwiększało możliwości pomiarowe.
Wynik badań otwiera drogę do technologii pomiarowych zupełnie nowego typu. Badacze zaprezentowali go w pracy Letokhov-Chebotayev Intracavity Trapping Spectroscopy of H2, gdzie opisali działanie nowej metody dla przypadku molekuły wodory, choć jest ona uniwersalna i może być stosowana dla różnych układów atomowych i molekularnych. Osiągniecie zostało opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Physical Review Letters" 25 listopada 2025 r, a praca została wyróżniona przez edytorów redakcji jako Featured in Physics oraz Editors' Suggestion.
