Las moléculas de Rydberg se asemejan a una pareja de bailarines que se toman de las manos con los brazos extendidos. Uno de los compañeros es un ion, el otro es un átomo, y el vínculo entre ellos es débil, como un hilo invisible. Esta pareja puede existir solo un instante, pero ese instante se estira hasta microsegundos: toda una eternidad a escala del micromundo.
Los científicos calcularon la rapidez con la que se desintegran estas moléculas compuestas de rubidio y litio. Resultó que la velocidad de desintegración no cambia de manera gradual, sino a saltos, dependiendo del número cuántico n. Esto es similar a cómo un péndulo oscila con mayor o menor fuerza al compás de empujes externos. La causa es la interferencia cuántica: las ondas de probabilidad se refuerzan o se cancelan mutuamente.
Estos cálculos ayudarán a los experimentalistas a observar la desintegración de la molécula en tiempo real mediante un microscopio de iones. Es como filmar con una cámara cómo se desmorona un castillo de arena, solo que en lugar de arena, hay ondas cuánticas.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2608.12716v1
We investigate predissociation in homonuclear ($$^{87}$$Rb$$^*$$$$^{87}$$Rb$$^+$$) and heteronuclear ($$^{87}$$Rb$$^*$$$$^{7}$$Li$$^+$$) long-range Rydberg atom-ion molecules. Owing to their micron-scale bond lengths, these dissociate on time scales far removed from those of more tightly bound diatomic molecules. We employ the eigenchannel $$R$$-matrix method to compute predissociation rates for a broad range of principal quantum numbers $$n$$. The rates depend strongly on the mass, but more remarkably display a rapid and periodic variation as a function of $$n$$ as well as within a single vibrational ladder. A semiclassical Landau-Zener-St\"uckelberg analysis reveals that St\"uckelberg interference governs the decay process and produces the observed variation in the molecular lifetime. Although the heavy mass of the homonuclear Rb molecule constrains its predissociation rates to a sub-kHz level, the lighter molecule $$^{87}$$Rb$$^*$$$$^{7}$$Li$$^+$$ dissociates on time scales competitive with radiative and collisional decay. This can enable in situ study of non-adiabatic decay via ion microscopy.
Las moléculas de Rydberg fueron predichas ya en el año 2000, pero se obtuvieron por primera vez en laboratorio recién en 2016.