Lantanoidy oferują ogromny potencjał 18 listopada

W specjalnym wydaniu Nature Physics Francesca Ferlaino i Matthew Norcia podkreślają ogromny potencjał ultrazimnych gazów kwantowych wytwarzanych przez lantanowce. Pomimo swojej złożoności, są one stosunkowo łatwo dostępne do badań eksperymentalnych i oferują szeroki zakres możliwości badań podstawowych i zastosowań.

Ćwierć wieku po pierwszej produkcji kondensatów Bosego-Einsteina Nature Physics publikuje numer skupiający się na rozwoju ultrazimnych gazów kwantowych i ich potencjale na przyszłość. Na przykład, w jakim kierunku rozwiną się mikroskopy atomowe, pęsety optyczne czy nowe pułapki laserowe? Jaki potencjał drzemie w gazach kwantowych lantanowców, szczegółowo opisali Francesca Ferlaino i Matthew Norcia z Wydziału Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu w Innsbrucku oraz Instytutu Optyki Kwantowej i Informacji Kwantowej Austriackiej Akademii Nauk w artykule przeglądowym opublikowanym w czasopiśmie specjalnym Problem z dziennikiem. Kiedy trzydzieści lat temu rozpoczęła się ultrazimna kondensacja gazu kwantowego, wybrano do tego celu proste cząstki z grupy atomów alkalicznych lub ziem alkalicznych, posiadające tylko jeden lub dwa elektrony w zewnętrznej powłoce, takie jak lit lub rubid. Wykorzystano je do wyprodukowania pierwszych kondensatów Bosego-Einsteina, co uczczono w 2001 roku, kiedy Erich Cornell, Wolfgang Ketterle i Karl Wyman otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Dziesięć lat później pierwsze grupy badawcze, w tym zespół kierowany przez Francescę Ferlaino z Uniwersytetu w Innsbrucku, zaczęły kondensować bardziej złożone cząstki, lantanowce. Są to metale srebrzyste, stosunkowo miękkie i reaktywne. Ich atomy mają wiele elektronów na zewnętrznej powłoce i są również magnetyczne. „Na pierwszy rzut oka wydaje się, że niepotrzebnie komplikuje to życie, ale wtedy nie było jasne, czy elementy te można skondensować w taki sam sposób, jak elementy prostsze” – mówi Ferlaino. „Ale jak się okazuje, po wielu pracach, lantanowce, a zwłaszcza erb, były łutem szczęścia: ze względu na wiele sposobów, w jakie mogą absorbować fotony, wygaszanie jest w rzeczywistości łatwiejsze. A także na wiele sposobów, w jakie wzajemne oddziaływanie tych atomów umożliwia powstanie zupełnie nowych gatunków.” Z doświadczeń.” Na przykład w 2012 roku zespołowi Franceski Ferlino po raz pierwszy udało się skondensować erb. Od tego czasu wiele grup badawczych wykorzystało ten potencjał, a obecnie na całym świecie działają dziesiątki grup zajmujących się ultrazimnymi gazami kwantowymi zawierającymi bardziej złożone pierwiastki. W artykule przeglądowym opublikowanym w Nature Physics Ferlaino i Norcia przedstawiają właściwości lantanowców i szczegółowo opisują ich potencjał badawczy.

Spinki do mankietów: