Fisika Ultracold Mencapai Tonggak Sejarah: Jebakan Magneto-Optik Pertama untuk Molekul Aluminium Monofluorida Stabil

Para peneliti di Departemen Fisika Molekuler Institut Fritz Haber (FHI) telah mencapai kemajuan signifikan dalam fisika ultracold dengan berhasil mendemonstrasikan jebakan magneto-optik (MOT) pertama untuk molekul aluminium monofluorida (AlF). Pencapaian ini menandai momen penting karena AlF merupakan molekul stabil dengan cangkang elektron tertutup, membuka peluang baru untuk manipulasi materi pada skala kuantum dan memperluas pemahaman tentang interaksi fundamental.

Keberhasilan tim FHI melibatkan kemampuan untuk mendinginkan dan menjebak molekul AlF secara selektif dalam tiga tingkat kuantum rotasi yang berbeda. Artikel mengenai terobosan ini telah diterima untuk publikasi di Physical Review Letters dan tersedia di arXiv. Secara historis, MOT telah menjadi alat penting dalam mempersiapkan atom netral ultracold selama hampir empat dekade, mendukung teknologi seperti jam atom optik. Namun, struktur energi molekul yang lebih kompleks telah menjadi penghalang untuk menerapkan teknik pendinginan laser yang sama pada molekul.

Sebelumnya, upaya penjebakan molekul hanya berhasil pada spesies reaktif dengan elektron yang tidak berpasangan, yang dikenal sebagai molekul spin-doublet. Tim FHI kini telah menunjukkan jebakan pertama untuk molekul spin-singlet, AlF, yang memiliki ikatan kimia kuat dan sifat kimiawi inert. Stabilitas ini menjanjikan laju kehilangan yang lebih rendah dalam eksperimen ultracold, meskipun memerlukan tantangan teknis unik. Untuk mencapai pendinginan AlF, para ilmuwan harus memanfaatkan panjang gelombang laser yang sangat pendek, sekitar 227,5 nm, yang merupakan panjang gelombang terpendek yang pernah digunakan untuk menjebak atom atau molekul mana pun hingga saat ini.

Sid Wright, pemimpin tim FHI, menyoroti visi untuk dapat menjebak AlF dari sumber uap yang ringkas dan terjangkau. Ia juga mencatat bahwa eksperimen awal menunjukkan AlF dapat bertahan dari tumbukan dengan dinding ruang vakum bersuhu kamar. Eduardo Padilla, mahasiswa pascasarjana utama, menekankan bahwa penemuan ini merupakan puncak dari hampir delapan tahun kerja keras tim. Penemuan ini memperluas batas fisika ultracold, membuka jalan baru untuk spektroskopi presisi dan simulasi kuantum, serta memanfaatkan sifat dipolar molekul untuk menyelidiki dinamika interaksi dalam rezim kuantum.