Поймать отдельную молекулу в световой луч и почти остановить её движение — задача, похожая на попытку удержать пушинку в потоке ветра. Слишком горячая частица выскальзывает из ловушки, поэтому физики сначала усмиряют её пыл с помощью лазерного охлаждения.
Авторы работы применили к молекулам гидроксида стронция (SrOH) метод, который называют сизифовым охлаждением. Название отсылает к мифу о Сизифе: частица, как камень, бесконечно карабкается в гору, теряя энергию, но в отличие от мифа — с каждым циклом всё сильнее замедляется. Здесь использовали двумерную версию метода: охлаждение шло сразу по двум направлениям, а не по одному. Результат — число молекул, попавших в магнито-оптическую ловушку (световую клетку, где частицы удерживаются магнитным полем и лазерными лучами), выросло в 12 раз.
Жизнь в ловушке не бесконечна: молекулы сталкиваются друг с другом и покидают её. Измеренный темп потерь (скорость, с которой частицы исчезают из-за парных столкновений) составил примерно 4×10⁻¹⁰ см³/с. Это как если бы в комнате, полной людей, каждую секунду кто-то выходил через дверь — только здесь «дверь» открывают взаимные толчки.
Метод универсален: он подходит для всех известных молекул, которые напрямую охлаждают лазером, — и для симметричных, и для асимметричных волчков. Рост числа захваченных частиц напрямую усилит поиск сверхлёгкой тёмной материи и позволит использовать многоатомные молекулы как зонд для обнаружения новых частиц с массами далеко за пределами Большого адронного коллайдера.
Температура молекул после охлаждения составляет миллионные доли кельвина — это холоднее, чем в межзвёздном пространстве, где всё ещё «тепло» из-за реликтового излучения.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетные формы жизни используют квантовые эффекты для выживания — подобные эксперименты с ультрахолодными молекулами могут однажды помочь понять, возможна ли такая биохимия в реальности.