Uma molécula solitária livre no espaço frio esfriará diminuindo sua rotação – ela perderá espontaneamente sua energia rotacional em transições quânticas, normalmente apenas uma vez em muitos segundos. Este processo pode ser acelerado, retardado ou até mesmo invertido por colisões com partículas circundantes.
Em um experimento no anel de armazenamento ultrafrio CSR, pesquisadores do MPI for Nuclear Physics mediram a taxa de transições quânticas devido a encontros entre moléculas e elétrons, trazendo moléculas isoladas e carregadas em contato com elétrons sob condições controladas em cerca de 26 Kelvin. Assim, eles poderiam tornar essa taxa – conhecida apenas por cálculos complexos até agora – alta o suficiente para ser finalmente determinada quantitativamente em um experimento.

Os pesquisadores investigaram a ocupação dos níveis de energia quântica em íons de metilideno (CH ⁺ ) por espectroscopia a laser durante até 10 minutos de armazenamento. À medida que as transições quânticas espontâneas geram radiação eletromagnética, elas também estão conectadas à excitação do corpo negro das moléculas. Assim, os elétrons competem com as interações radiativas ubíquas para determinar a ocupação dos níveis quânticos rotacionais em moléculas frias. Portanto, as taxas de mudanças de nível quântico induzidas por elétrons são cruciais na análise dos sinais fracos de moléculas no espaço detectadas por radiotelescópios, ou na previsão de reatividade química dependente de nível em plasmas frios e diluídos. A pesquisa é publicada em Cartas de Revisão Física . + Explorar mais

Usando íons para encontrar moléculas