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当两千个原子作为一个原子时

当两千个原子作为一个原子时

作者:晁桂  时间:2017-04-13 03:10:34  人气:

作者:杰夫赫希特(Jeff Hecht)一次只需15秒钟,一群美国物理学家可以将他们实验室的一个小角落变成宇宙中最平坦,最寒冷的地方位于科罗拉多州博尔德的联合实验室天体物理学研究所(JILA)的研究人员对铷原子进行了冷却,直到它们一动不动在这种独特的状态下,他们失去了独立的身份,并表现为单一的“超级”早在20世纪20年代,阿尔伯特爱因斯坦和印度物理学家Satyendra Nath Bose预测,当原子被冷却到绝对零度的晶须内时,它们所组成的基本粒子将全部落入尽可能低的能级并占据完全相同的量子力学状态就像激光束中的光子一样,原子是“相干的” - 它们具有相同的性质,并且都在相同的方向上移动今年早些时候,JILA团队在这个玻色 - 爱因斯坦凝聚的距离内(新科学家,科学,3月25日)它们使用激光束和磁场限制了铷原子的运动,然后让最温暖的物质逃逸这降低了留下的人的平均能量,将他们降温到绝对零度以上200亿分之一的记录然而,通过一些冷却原子从阱的中心逸出,进一步冷却受到阻碍但是,JILA研究人员之一Eric Cornell现在已经找到了一种通过修补磁场来堵塞这种泄漏的方法,该磁场使铷原子保持在原位这推动了JILA团队超越了门槛:超过绝对零度的170亿分之一,大约2000个原子形成了一团不到100微米的玻色 - 爱因斯坦凝聚物(Science,vol 269,p 196) “这是一种全新的物质状态,”JlLA团队的另一名成员Carl Wieman说从某种意义上说,将原子冷却到这个极端会使它们重叠随着原子冷却,由于德布罗意波长的增加,它们实际上占据了更大的面积当德布罗意波长超过原子之间的平均距离时,会发生玻色 - 爱因斯坦凝聚,并且它们成为单个实体研究人员估计,他们的冷凝水可以冷却到绝对零度的20亿分之一他们已经使用这种新形式的物质来测试量子力学的一些预测当冷凝物“熔化”并膨胀时,它形成细长的形状,而不是球形威曼说他最初对这种行为感到惊讶但当他研究相关方程时,他发现这正是他们预测的结果新的物质状态有望为物理学家提供一个快乐的狩猎场麻省理工学院的汤姆·格雷塔克说:“由于原子很冷,而且表现良好,