Métodos alternativos de estudo de moléculas pesadas irão facilitar a busca por fenômenos além do Modelo Padrão

A pesquisa de fenômenos físicos além do modelo padrão muitas vezes requer acesso a ferramentas poderosas, como o Large Hadron Collider, detectores subterrâneos de neutrinos, matéria escura e partículas exóticas. Esses dispositivos são extremamente caros para construir e manter, levam muitos anos para fabricar e são escassos, resultando em longas filas entre os cientistas. Graças aos cientistas da Holanda, isso agora pode mudar. Você desenvolveu uma técnica para confinar e examinar moléculas pesadas em condições de laboratório.

Fonte da imagem: Pixabay / Publicado em: Mundo da física

Moléculas pesadas são um excelente objeto para estudar o momento de dipolo elétrico do elétron. No entanto, com os métodos usados ​​anteriormente, não foi possível capturá-los em um pequeno ambiente de laboratório.

As técnicas padrão para determinar o sistema elétrico Momento dipolar do elétron (eEDM) usar espectroscopia de alta precisão. Para fazer isso, no entanto, as moléculas primeiro precisam ser desaceleradas e capturadas com um laser ou uma armadilha elétrica. O problema é que para descobrir fenômenos além do modelo padrão indo além, você pode precisar capturar moléculas que são muito pesadas para serem capturadas a laser. As armadilhas elétricas, por outro lado, permitem a captura de íons pesados, mas não a captura de moléculas eletricamente inertes.

Pesquisadores da Universidade de Groningen, da Vrije Universiteit Amsterdam e do Nikhef Institute começaram seu trabalho criando moléculas de fluoreto de estrôncio (SrF), feitas por reação química originado em um gás criogênico a uma temperatura de cerca de 20 Kelvin. Graças à baixa temperatura, essas moléculas têm uma velocidade inicial de 190 m / s, enquanto à temperatura ambiente é em torno de 500 m / s. As moléculas são então alimentadas em um retardador Stark de 4,5 metros de comprimento, onde passam campos elétricos alternados primeiro ser travado e depois parado. As moléculas SrF permanecem presas por 50 milissegundos. Durante esse tempo, eles podem ser analisados ​​com um sistema especial induzido por laser. Essas medidas permitem estudar as propriedades dos elétrons, incluindo o momento de dipolo elétrico, para que se possa procurar sinais de assimetria.

O Modelo Padrão prevê a existência de um eEDM, mas tem um valor extremamente pequeno. Portanto, essa propriedade ainda não foi observada. A observação e investigação do eEDM pode indicar a existência de uma física além do modelo padrão ponto.
As moléculas SrF estudadas pelos holandeses têm uma massa cerca de três vezes maior que outras moléculas que foram estudadas com métodos semelhantes até agora. Nosso próximo objetivo é capturar moléculas ainda mais pesadas, como B. Fluoreto de bário (BaF), que tem 1,5 vezes a massa de SrF. Essa molécula seria um alvo ainda melhor para medições eEDM, diz Steven Hoekstra, físico da Universidade de Groningen. Porque quanto mais pesada a molécula, mais precisas as medições podem ser.

No entanto, a capacidade de capturar moléculas pesadas não é útil apenas para estudar o momento de dipolo elétrico de um elétron. Também pode ser usado para colidir moléculas pesadas em baixas energias para simular as condições no espaço. Este, por sua vez, é usado na investigação de Interações no nível quântico Ser útil. Hoekstra diz que ele e seus colegas também trabalharão para aumentar a sensibilidade das medições, aumentando a intensidade do fluxo molecular. Também tentaremos capturar moléculas mais complexas como BaOH ou BaOCH3. Também usaremos nossa tecnologia para estudar assimetrias em moléculas quirais, anunciou.

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