Annons

Molekyler med en kalium- och en rubidiumatom (KRb) kyls ned så att alla vibrations- och rotationsrörelser blir så små som möjligt. Sedan får de växelverka och bilda nya molekyler. Det flyktiga mellantillståndet kan nu också fångas och mätas.

Bild: 
Ming-Guang Hu

Ultrakalla molekyler avslöjar sin dolda förening

Genom att kyla ner molekyler till nära den absoluta nollpunkten har forskare lyckats följa vad som händer under en kemisk reaktion.

Publicerad:

2019-12-10

Kemister vet vad som går in i en kemisk reaktion, och vad som kommer ut – men det som händer precis i övergången när nya molekyler bildas är oftast som en svart låda som inte går att se in i. En amerikansk forskargrupp har nu lyckats följa en kemisk reaktion och urskilja mellantillståndet på vägen från det ursprungliga ämnet till slutlig produkt.

Martin Rahm är forskare i fysikalisk kemi vid Chalmers, och har läst forskningsartikeln i tidskriften Science. Han berättar att detta är ett av många resultat i ett aktivt forskningsfält:

– Det är en del av en spännande utveckling som har hållit på några år, där man manipulerar enstaka atomer med laserljus, säger han.

Gör hela experimentet extremt kallt

Det nya experimentet skiljer sig från det som kallas femtokemi (se Nobelpriset i kemi 1999), där man försöker mäta händelser under allt kortare tidsintervall. I stället lyckas forskarna nu sträcka ut reaktionen i tiden genom att göra hela experimentet extremt kallt. Molekyler med en kalium- och en rubidiumatom kyls ner till bara en halv miljondels grad över den absoluta nollpunkten. Då blir mellantillståndet mycket mer långlivat än det annars är. Forskarna lyckas fånga och mäta massan på det kortlivade och ömtåliga komplex av fyra atomer som är steget på vägen till att bilda nya molekyler med två kaliumatomer eller två rubidiumatomer.

Detaljerna under skeendet har tidigare bara varit tillängliga teoretiskt, i kvantmekaniska beräkningar.

– Att kunna titta på reaktioner i sådan detalj är ett sätt att verifiera beräkningar och få en bättre förståelse för kemiska reaktioner, säger Martin Rahm.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.