Les particules peuvent se former de différentes manières.– et les scientifiques en ont simplement trouvé une autre. Ils ont utilisé un laser pour créer une liaison spéciale entre les atomes ultrafroids. La lumière du laser peut déplacer la circulation des électrons à l’intérieur des atomes, les polarisant. Cela rend un côté de l’atome favorable et l’autre chargé négativement. Cette polarisation permet à l’atome de se lier faiblement tant que le laser le maintient en marche, ce qui en fait une « molécule » faite de matière et de lumière.
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Ce concept a été anticipé il y a très longtemps et a été produit pour la dernière fois, comme indiqué dans Physical Review X. Bien que cette liaison soit beaucoup plus faible qu’une liaison moléculaire ordinaire, elle est mesurable.
« Il s’agit d’une force d’attraction très faible, vous devez donc effectuer l’expérience avec beaucoup de soin pour pouvoir la déterminer », a déclaré l’auteur principal Mira Maiwöger dans un communiqué. « Si les atomes ont beaucoup d’énergie et se déplacent rapidement, la force d’appel disparaît immédiatement. C’est pourquoi un nuage d’atomes ultrafroids a été utilisé. »
Les atomes de rubidium ont été refroidis à moins d’un millionième de un Kelvin, juste une partie d’un degré au-dessus carrément absolument pas. Les atomes sont restés dans un nuage en chute libre. Il avait assez d’énergie pour se dilater, et la déterminer a permis à l’équipe de comprendre si leur approche fonctionnait.
Le laser a polarisé les atomes dans le nuage exactement au même moment et de la même manière, donc deux environnants les atomes traitaient les uns avec les autres avec des charges opposées et n’avaient pas à se déplacer. Comme l’expansion du nuage a diminué après l’intervention du laser, l’équipe a pu déterminer la force d’attraction.
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« La polarisation d’atomes individuels avec des faisceaux laser n’a rien de nouveau », a ajouté Matthias Sonnleitner, qui a établi la structure théorique de l’expérience. « L’aspect essentiel de notre expérience, cependant, est que nous avons en fait réussi pour la première fois à polariser plusieurs atomes ensemble dans une méthode régulée, produisant une force d’appel mesurable entre eux. »
La méthode va certainement être utilisé pour contrôler les atomes ultra-froids en laboratoire, mais les scientifiques pensent qu’il peut expliquer les interactions entre les atomes beaucoup plus éloignés. Dans les profondeurs de l’espace, à des températures très basses, des atomes polarisés pourraient s’attirer les uns les autres. « Dans l’immensité de l’espace, de petites forces peuvent jouer un rôle important », a expliqué Philipp Haslinger. « Ici, nous avons pu révéler pour la toute première fois que le rayonnement électromagnétique peut produire une force entre les atomes, ce qui pourrait aider à apporter un nouvel éclairage sur des scénarios astrophysiques qui n’ont en fait pas encore été décrits. »
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