Μια ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου της Οκλαχόμα έχουν ανακαλύψει γιγάντια μόρια Rydberg με ένα δεσμό μεγάλο όσο κι ένα ερυθρό κύτταρο του αίματος. Ο καθορισμός του τρόπου που αλληλεπιδρούν τα μόρια Rydberg είναι σημαντικός διότι τα τα άτομα Rydberg αποτελούν βασικό κλειδί σε άτομα βασισμένα στα κβαντικά συστήματα υπολογισμού. Σε αντίθεση με τα άτομα που βρίσκονται στη βασική κατάσταση, τα άτομα Rydberg είναι διεγερμένα που έχουν ένα ηλεκτρόνιο σε μια υπεραπομακρυσμένη τροχιά, δηλαδή πολύ μακριά από τον πυρήνα (μια κατάσταση με πολύ μεγάλο κύριο κβαντικό αριθμό). Για το λόγο αυτό, τα άτομα Rydberg είναι μεγάλα και μπορούν να παρουσιάζουν αλληλεπιδράσεις με ασυνήθιστα μεγάλο βεληνεκές. Για παράδειγμα, επιστήμονες έχουν ήδη διερευνήσει την ισχύ του δεσμού δύο ατόμων Rydberg, η οποία εκδηλώνεται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.
Τα γιγάντια μόρια Rydberg τώρα σχηματίζονται όταν αλληλεπιδρούν μαζί δύο άτομα Rydberg. Ένα γιγαντιαίο μόριο μπορεί να σχηματιστεί από δύο άτομα Rydberg όταν είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο, επειδή οι διακυμάνσεις των ηλεκτρονίων που είναι σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα μπορεί να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό πεδίο στη θέση του άλλου ατόμου Rydberg και αντίστροφα, για να έλκονται τα άτομα μεταξύ τους.
Ένα πρόσθετο ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να αλλάξει την τροχιά των ηλεκτρονίων και να οδηγήσει σε αλλαγή των δυνάμεων που ενεργούν μεταξύ των ατόμων Rydberg. Η ικανότητα να αλλάζει η τροχιά του ηλεκτρονίου με ένα ηλεκτρικό πεδίο είναι αυτό που του δίνει τη δυνατότητα να ελέγχει τις ιδιότητες του μορίου, όπως την ενέργεια και τις συχνότητες δόνησης. Η εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου για να προσαρμόσουμε τις ιδιότητες των τύπων αυτών των μορίων, είναι μια μοναδική ιδιότητα.
Τα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά των μορίων αυτών τα καθιστά ιδανικά για να εξετάσουμε κβαντικά αέρια, τις ιδιότητες του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, καθώς και τον καθορισμό του τρόπου που τα μόρια Rydberg αλληλεπιδρούν.
Ο επικεφαλής της έρευνας James Shaffer, λέει πως αν κατανοήσουμε αυτά τα προβλήματα θα μας φέρει πιο κοντά σε μια νέα γενιά συσκευών κβαντομηχανικής, που θα συνδυάζουν τις καλύτερες ιδιότητες των μεμονωμένων ατομικών συστημάτων με την πρόοδο της μικροηλεκτρονικής και της επιστήμης των υλικών.
Η έρευνα δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature Physics
