Европейские физики исследовали возможность управления исходом вращательно-неупругой дифракции молекул дейтерия на монокристалле меди с помощью магнитного поля. Они выяснили, что вероятность потери молекулами своего вращения достигает пика уже при очень малых значениях поля. Примечательно, что потеря молекулами энергии при этом на девять порядков больше, чем характерная энергия магнитных манипуляций.

Исследование опубликовано в Nature Communications.

Дифракцией называется способность волн огибать препятствия, сопоставимые по размеру с длиной волны. Ее замечательной особенностью стало то, что от длины волны зависит и дальнейшее распространение волны. В дифракционных решетках этот принцип позволяет эффективно сортировать световые лучи по разным направлениям в зависимости от их цвета, что сделало спектроскопические методы очень точными.

Со временем физики нашли волновые свойства и у частиц. Волны материи (электронов, нейтронов, атомов, молекул и даже позитронов) также оказались способны к интерференции и дифракции. В случае дифракции на дифракционных решетках направление, под которым полетит пучок частиц, определяется их энергией. Атомы и молекулы отличаются от остальных частиц тем, что вклад в их энергию дают также и внутренние степени свободы, даже если он и не очень большой.

Типичной иллюстрацией того, как энергетические уровни могут влиять на дифракцию, стала вращательно-неупругая дифракция. Это явление наблюдается, когда пучок молекул отскакивает от кристаллического слоя. Оно заключается в появлении в дифракционных спектрах дополнительных пиков, вызванных обменом энергией между вращательными уровнями и поверхностью. Дополнительные каналы рассеяния делают дифракцию более сложной и интересной, поэтому физики активно исследуют это явление.

Группа физиков из Великобритании и Нидерландов под руководством Хелен Чедвик (Helen Chadwick) и Гиля Алеxандровича (Gil Alexandrowicz) из Университета Суонси исследовала вопрос о том, как можно контролировать дифракцию молекул дейтерия при их столкновении с медной поверхностью.