Xing-Yan Chen: Polare Moleküle mit Mikrowellen steuern
Seine Dissertation „Mikrowellen-geschützte ultrakalte polare Moleküle“ ebnet den Weg für die Steuerung von ultrakalten polaren Molekülen mittels Mikrowellen und der Bildung von vieratomigen Molekülen.
Xing-Yan Chen absolvierte sein Promotionsprojekt in der Abteilung für Quanten-Vielkteilchensysteme. Seine Arbeit, die von Xin-Yu Luo und Immanuel Bloch betreut wurde, konzentriert sich auf die Erzeugung und Manipulation ultrakalter Moleküle. Dabei entdeckte er eine neue Art von Streuresonanzen zwischen polaren Molekülen und nutzte diese Resonanzen, um zwei Moleküle zu einem „Supermolekül“ zu verbinden.
In seinem Forschungsprojekt illustrierte Xing-Yan, dass sich Moleküle, die eine asymmetrisch verteilte Ladung tragen – Physiker bezeichnen das als Polarität – in einem elektrischen Feld zu schwach gebundenen „Supermolekülen“ verbinden können. Diese „Supermoleküle“ sind viel schwächer gebunden als typische chemische Bindungen, die Bindungslänge ist etwa 100-mal länger als bei normalen Molekülen. Dank ihrer langreichweitigen Natur sind diese Moleküle anfällig für externe elektromagnetische Felder. Dadurch können ihre Eigenschaften, z.B. Größe und Form, durch ein Mikrowellenfeld gezielt variiert werden.
Xing-Yans Forschungsergebnisse bringen sofortige und weitreichende Auswirkungen mit sich: Da die von ihm entwickelte Methode universell und auf auf eine breite Palette von Molekülarten anwendbar ist, lässt sich damit eine Vielfalt von ultrakalten polyatomaren Molekülen erforschen. Langfristig könnten die Ergebnisse den Weg zur Erforschung neuer Quantenzustände ebnen.
Xing-Yan begann seine Masterarbeit am MPQ im Jahr 2018 und schloss seine Promotion im Jahr 2023 ab. Er ist dankbar für seine Zeit am MPQ: „Am MPQ habe ich meine Reise in die experimentelle Physik begonnen. Ich habe viele erinnerungswerte Momente sowohl im Labor als auch außerhalb erlebt.“ Zu den Höhepunkten während seiner Promotion zählen seine erste Beobachtung von Streuresonanzen und die Bildung eines „Supermoleküls“. „Aber natürlich gab es auch frustrierende Momente“, erzählt er, „zum Beispiel, als ich versehentlich eine Glaszelle mit einer verbrannten UV-Leuchtdiode verqualmte und ständig mit der Maschinenstabilität zu kämpfen hatte.“ Außerhalb des Labors erinnert er sich gerne an gemeinsame Abendessen, Wanderungen mit Team-Mitgliedern und an die Gruppenausflüge.
What‘s next?
Zur Zeit arbeitet Xin-Yang Chen noch als Postdoktorand in der Abteilung für Quanten-Vielteilchensysteme am MPQ. Im August wird er nach Princeton ziehen, wo er weiter an Molekülen forschen wird.
