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科學家首次捕獲單個原子,有望促進量子技術發展
作者:佚名    科技動態來源:本站原創    點擊數:1372    更新時間:2020-2-24    【打印】【關閉

科技日報記者 劉霞

據物理學家組織網近日報道,新西蘭研究人員首次捕獲到單個量子原子并讓其發生受控反應,他們觀察到了前所未見的原子間相互作用。結果表明,如果只有兩個原子,不能形成分子,至少需要三個原子才能完成化學反應。最新研究為在最小尺度(原子尺度)開展研究奠定了基礎,有望促進量子技術的發展。

奧塔哥大學物理系副教授米克爾·安德森表示:“在最新研究中,我們在烤面包機大小的超真空室內,用高聚焦激光束,將三個原子分別俘獲并冷卻至百萬分之一開爾文(約為零下273.15攝氏度,接近絕對零度)。隨后,我們讓這些捕獲的原子結合在一起,并測量原子間產生的受控相互作用。此前,科學家僅通過涉及大量原子的實驗提供的統計平均值來了解這一量子過程。”

結果表明,當三個原子彼此靠近時,兩個原子會形成一個分子,顯微鏡攝像機可放大并查看這一過程。

博士后研究員馬文·韋蘭德解釋說:“如果只有兩個原子,不能形成一個分子,至少需要三個原子才能完成化學反應。我們首次將這一基本過程孤立出來展開研究,得到了以前涉及大量原子云團的實驗無法獲得的詳盡細節以及實驗結果。”

韋蘭德補充道,在這種分子水平上開展研究,讓他們對原子如何碰撞并相互反應有了更多了解,這項技術有望提供一種構建和控制特定化學物質單分子的方法。

安德森說:“在過去幾十年間,研究建立在越來越小的規模上,這促進了技術的大踏步發展。我們的研究為能在最小尺度(原子尺度)開展研究鋪平了道路,有望促進量子技術的發展。”

此外,實驗結果還表明,分子形成所費時間比預期得要長得多。科學家目前尚無法解釋這一現象,但他們強調,實驗量子力學領域需要進一步促進理論發展。


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