Проблема работы с радиоактивным радием разрешена: ученые применили ксилитол для создания стабильной массы. Новый способ охлаждения молекул предоставит возможность исследовать симметрию материи без необходимости в крупных ускорителях частиц.
В поисках ответа на одну из основных загадок Вселенной — почему материи больше, чем антиматерии, — физики обратились к конфетам. Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и других научных учреждений разработали новый способ получения охлажденных молекул радия с использованием ксилитола. Результаты их работы открывают возможность для сверхточных измерений в области квантовой физики, сообщает Phys.org.
На начальных этапах существования Вселенной материя и антиматерия образовались в равных пропорциях. При их взаимодействии происходит аннигиляция — превращение в чистую энергию. Тот факт, что мы существуем, указывает на победу материи, но физика пока не может объяснить, почему это произошло. Радий оказался подходящим объектом для изучения этой тайны благодаря своей уникальной грушевидной форме ядра.
«Ядра грушевидной формы значительно усиливают потенциальные сигналы, которые мы исследуем. Большинство ядер имеют форму апельсина или арбуза. Радий обладает редкой формой, которая нам необходима», — комментирует руководитель исследования Ник Хутцлер.
Работа с радиоактивным радием представляет собой сложную задачу из-за его опасности и ограниченности. Для стабилизации элемента исследователи смешивали его с водой и подсластителем, выпаривая полученную смесь до консистенции вязкой массы. Этот процесс напоминал карамелизацию сахара. Затем массу наносили на золотую фольгу и помещали в камеру размером с мини-холодильник, охлаждая ее гелием до −268 °C. Облучая атомы лазерами, команда приводила радий к реакции для образования необходимых молекул. «Важно подчеркнуть, что теперь эти молекулы готовы к применению в квантовых измерениях высокой точности», — отмечает Хутцлер.
Параллельно команда разработала протокол для создания «сконструированных молекулярных часов» на основе иттербия. Новый подход делает молекулы менее подверженными шуму и декогеренции, разрушающей квантовые состояния. «Наша цель — создать лучшие квантовые инструменты из этих очень сложных молекул. Мы разрабатываем молекулы для точного квантового управления», — подводит итог эксперт.
Тем временем российские физики обновили таблицу прочности материалов. В ходе исследования они подробно описали ультратвердый фуллерит — материал, который по прочности превосходит даже алмазы.
Фото: hi-tech.mail.ru