Физики из Германии и Гонконга использовали молекулы ²³Na³⁹K и ²³Na⁸⁷Rb для экспериментальной проверки механизма их распада через фотодиссоциацию четырехатомных комплексов, вызванную светом оптической ловушки. Для этого они модулировали ловушечный лазер, однако не обнаружили хоть какого либо влияния на скорость потерь молекул. Полученный результат находится в противоречии с экспериментами с другими молекулами и потребует пересмотра квантово-химических моделей.

Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Ультрахолодные двухатомные молекулы с различными ядрами щелочных металлов представляют собой прекрасный объект для исследования тонкостей квантовой динамики. Физики научились одновременно контролировать их многочисленные электронные, колебательно-вращательные и сверхтонкие степени свободы.

Удобства добавляет широкий выбор пар атомов в таких молекулах и большой дипольный момент, что делает ультрахолодные двухатомные молекулы подходящими объектами для квантовых симуляций, исследования многочастичной динамики и сверхточных измерений.

Сегодня ученые знают, что основным источником разрушения таких молекул становятся их неупругие столкновения и активно пытаются с этим бороться, например, с помощью экранирования.

Вместе с тем интересен и сам механизм распада. Дело в том, что первые теоретические работы показали, что столкновения двух молекул должно приводить к образованию долгоживущих четырехатомных комплексов, которые должны диссоциировать обратно в молекулы. Последующие исследования пришли к выводу, что причиной распада комплексов становится их возбуждение лазерным полем, которое формирует оптические ловушки для молекул. Эта гипотеза нашла экспериментальное подтверждение для пар ⁸⁷Rb¹³³Cs и ⁴⁰K⁸⁷Rb, так что физики продолжают проверять ее на остальных известных двухатомных молекулах.

Две научные группы из Германии и Гонконга при участии Силке Оспелькауса (Silke Ospelkaus) из Ганноверского университета объединились, чтобы в рамках одного эксперимента измерить в своих лабораториях фотодиссоциацию комплексов на основе ²³Na³⁹K и ²³Na⁸⁷Rb соответственно.