Ученым удалось "раздобыть" первую в мире молекулу Ридберга
Международной группе учёных под руководством Веры Бендковски из Университета Штутгарта удалось "добыть" экзотическую молекулу Ридберга, существование которой до сих пор было лишь предметом теоретических споров. Новая молекула была "изготовлена" из двух атомов рубидия, один из которых был обычным, а второй - ридберговским атомом, то есть один из электронов его внешней оболочки находился в высоковозбуждённом состоянии. Ридберговские атомы сами по себе - необычные объекты. Они получаются, когда на электронную оболочку действуют лазерным лучом с определённой длинной волны. Говоря упрощённо, один из электронов ридберговского атома отдаляется от ядра на расстояние намного-намного большее, чем электроны в любом другом атоме, но, однако, продолжает быть связанным с ним.
Крис Грин, физик-теоретик из Университета Колорадо, и ряд его коллег ещё в 1970-х годах предсказали, что между ридберговскими и нормальными атомами возможно взаимодействие с образованием молекул. Но поскольку электрон, обеспечивающий это взаимодействие, крайне отдалён от своего родительского атома, получающаяся химическая связь необычайно слаба, так что в обычных условиях ридберговская молекула попросту не сможет существовать. Потребовалось много лет совершенствования техники охлаждения атомов до температуры, близкой к абсолютному нулю, чтобы наконец-то стало возможным создание такой экзотической молекулы. Именно это и проделали Бендковски и её коллеги. "Ядра атомов должны быть на правильном расстоянии друг от друга, чтобы электронные поля "нашли" друг друга и начали взаимодействовать. Мы использовали ультрахолодное облако рубидия, в котором по мере снижения температуры атомы газа сближались всё сильнее", - пояснила исследователь. При помощи лазера учёные перевели некоторые из этих атомов в ридберговское состояние. При температуре, очень близкой к нулю, это "критическое расстояние" составило около 100 нанометров. Эта дистанция между двумя атомами, формирующими молекулу, примерно в тысячу раз больше обычной (десятки и сотни пикометров). Неудивительно, что даже при абсолютном нуле ридберговские молекулы очень нестабильны. Самая долгоживущая из полученных в опыте продержалась 18 микросекунд. Как бы то ни было, открытие является новым подкреплением квантовой теории, описывающей поведение электронов в необычных условиях, замечает журнал "Мембрана".
