絕對零度附近離子和原子混合物首次“現形”
2020年04月13日 9:40 17563次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新材料前沿
幾十年來，研究人員一直在對原子和離子進行激光冷卻實驗，但迄今無人觀察到兩者在極低溫度下的混合物。據物理學家組織網3月25日報道，荷蘭科學家將鐿離子置于預先冷卻至絕對零度附近的鋰原子云中，首次觀察到了原子、離子在極低溫度下的混合物，有望促進量子技術的發(fā)展。
在最新研究中，荷蘭阿姆斯特丹大學的雷內·格里特斯瑪博士及其同事首先使用激光冷卻技術冷卻單個鐿離子，此外，他們還單獨制備出由約10000個鋰原子組成的原子氣團，并將其冷卻至接近絕對零度。隨后，他們借助一組工具，讓離子與原子云重疊，并監(jiān)視離子能級，最終確定了離子與原子云間碰撞產生的能量。
格里特斯瑪表示：“冷原子和離子有望幫助我們進一步理解量子多體現象，也可用于原子鐘乃至量子計算機中，但迄今還沒有人在如此超冷的溫度下制造出原子和離子的混合物，我們最先實現了這一目標。”
她解釋說：“我們的實驗面臨的主要挑戰(zhàn)是讓離子一直被限制在氣體內，為此，我們施加了電場。但此前的研究表明，電場會對原子—離子碰撞產生負面影響，使其發(fā)熱，我們通過使用重離子鐿和輕原子鋰減輕了熱效應。”
格里特斯瑪說：“我們首次觀察到，在中性原子氣體內的離子被冷卻到量子效應變得重要的狀態(tài)，該系統可用于在單粒子尺度研究量子化學，或在相互作用的原子和離子的量子多體物理學領域找到用武之地，甚至可用于量子計算機領域的研究。”
該研究小組還發(fā)現了一些指向離子與原子間碰撞內發(fā)生的量子現象的證據，這些新發(fā)現可能會對未來的研究產生影響。
責任編輯：淮金
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