Esperimenti

Confinamento ottico di molecole nello stato fondamentale

Un’ampia gamma di molecole è stata raffreddata utilizzando meccanismi di raffreddamento diretto basati su buffer gas o campi esterni. Tuttavia le temperature raggiunte con questi metodi sono limitate alle decine di millikelvin. L’obiettivo a lungo termine di questo progetto è lo sviluppo di una seconda fase di raffreddamento basata sul raffreddamento simpatetico. Il raffreddamento simpatetico si basa sull’idea concettualmente semplice di portare in contatto un insieme di molecole fredde con un bagno termalizzante di atomi ultrafreddi. Il primo passo verso il raffreddamento simpatetico di specie molecolari è l’accumulazione di un grande numero di molecole in una trappola. Un tipico problema collegato al raffreddamento simpatetico è dovuto alle collisioni inelastiche. Queste trasferiscono le specie coinvolte nella collisione in uno stato di energia minore, eventualmente non intrappolabile, con il conseguente rilascio di energia cinetica. Per evitare questo problema intrappoliamo le molecole nel loro stato fondamentale.
Attualmente stiamo disegnando una macchina che permetta il confinamento di molecole di CO nel loro stato fondamentale nel fuoco di un facio laser molto intenso. L’insieme di molecole fredde è preparato decelerando un fascio supersonico di CO con un deceleratore Stark miniaturizzato. Abbiamo identificato una serie di transizioni che portano le molecole dallo stato metastabile utilizzato per il rallentamento allo stato fondamentale attraverso un passo non reversibile; questo garantisce il passo dissipativo necessario all’accumulazione.