漂泊

利用分子束技術來製造慢速分子

作者:John C. H. Chen
2007/06/03


德國科學家利用減速的鉀原子束及減速的溴化氫束，成功的製造出速度極慢的溴化鉀分子束。

物理學家利用雷射冷卻的技術可以輕易的將原子冷卻到大約百萬分之一度。但是這個技巧對一般的化學分子來說卻是無用武之處。最大的關鍵點在於化學分子的能階過多，很難有效的利用同樣的雷射冷卻方法來冷卻分子。所以要製造冷卻的分子，目前一般是利用間接的方法，利用氦氣冷卻分子，或是將已經冷卻的原子團結合而形成分子。這些方法大概可以將分子冷卻到mK(千分之一度)的等級。

德國Universitat Bielefel的Hansjuergen Loesch和Ning-Ning Liu兩人利用仔細調整速度的鉀原子束及溴化氫束來進行正向碰撞。當兩束分子束碰撞時，有很高的機會會產生K +HBr -> H +KBr的化學反應。利用這種方法，他們得到了平均速度為42m/s的溴化鉀分子束，同時根據速度分佈曲線，其中大約有7%的分子束速度小於14m/s，大約相當於1.4K以下。這種速度就可以利用離子阱來捕捉這些分子。他們捕捉到的密度大約是每立方公分兩百萬個分子，不過Loesch表示，利用這個方法，他們可以再將捕捉到的分子數量提高一千倍左右。

這個方法同時也適用於碘化銫，溴化鈣等較重的鹽類。將分子溫度降溫是進行冷化學反應(cold chemestry)的重要起點。當溫度夠低，同時又有大量的冷分子，這時是否可能出現類似玻色愛因斯坦凝聚的量子效應，將是令人期待的研究方向。

原始論文
Kinematic Slowing of Molecules Formed by Reactive Collisions, Phys. Rev. Lett. 98, 103002 (2007)

類別：

物理

新聞來源：

sciscape

取材自：

Slow Salt: Physics News Update