2021年5月16日星期日

科学家造出第一个玻色-爱因斯坦凝聚态分子云

玻色-凝聚态下的铯分子云

科学家第一次在接近绝对零度的低温下,实现由很多分子聚合在一起成为一体、行为犹如单个量子体的状态,也称为玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein condensate,BEC)分子云。这项技术为开发像室温下等这些提供了很好的实验平台。

在这之前,实现过冷冻云,即低温下大量原子聚集在一起处于完全静止的状态,组成一团高密度原子云,整体的行为就像单个“超级原子”一样。

玻色-爱因斯坦凝聚态也常被称为固态、液态、气态和态之外的第五态。这种状态下物质的每个微观有着相同的量子特性。

自从上世纪90年代以来,科学家一直在研究由各种原子构成的玻色-爱因斯坦凝聚态。可是对于分子来说,要把它们冷却到那样的低温难度更大。

这项新研究的主要研究者(University of Chicago)的钱城(Cheng Chin,音译)说:“冷却到一定程度,就没有办法让它们继续降温了。”

这个研究组找到了一种新的方法,用激光除去分子的能量把它们冷却到接近绝对零度,成功地让几千个铯分子组成一份玻色-爱因斯坦凝聚态。

研究人员先造出一个单层的、由原子构成的玻色-爱因斯坦凝聚态,然后向它们施加磁场促使原子成对结合组成分子。再使用一道很宽、但是非常薄的激光束,把这些分子固定住,保持平面原子片的形态。

这让它们在10开尔文这样非常接近绝对零度的低温下,维持稳定的分子结构,并保持玻色-爱因斯坦凝聚态。

钱城说,这种状态是进行研发实验理想的初始状态,因为在这种状态下减少了很多不稳定因素。“它们一起行动,形成整体。它们就像一个巨大的分子。”

萨塞克斯大学(University of Sussex)的克鲁格(Peter Krüger)说:“他们把在原子层面已经实现了近25年的技术推向了新的层次。这个层次复杂度高得多。”克鲁格认为这项突破将为研发室温超导材料铺平道路。

这项研究4月28日发表于《自然》(Nature)期刊。◇

WIN/MAC/安卓/iOS高速翻墙:高清视频秒开,超低延迟
免费PC翻墙、安卓VPN翻墙APP

来源:大纪元记者高文森编译报导

没有评论:

发表评论