由弗莱堡大学物理研究所原子与量子物理学教授Tobias Schätz教授、Pascal Weckesser博士、Fabian Thielemann领导的团队及其同事证明了在接近绝对零温度下单个钡离子和锂原子之间的 Feshbach 共振。研究人员发现，根据外部磁场的强度，可以控制离子和原子的膨胀。“在这些超低温下，粒子之间的碰撞揭示了它们的量子力学性质，”Schätz 解释说。“我们的研究表明，我们正在更多地了解控制波粒二象性量子力学特性的可能性。”该小组在《自然》杂志上发表了他们的发现。
量子效应在超低温下占主导地位
在经典物理学中，原子和离子的分子形成通常会随着温度的降低而减慢，直到最终变得如此寒冷，以至于单个粒子静止不动，不会发生碰撞或反应。然而，量子物理定律预测，在超低温下，量子效应占主导地位，而不是经典定律，原子和离子的碰撞突然遵循不同的规则。在所谓的波粒二象性盛行的量子领域中，超冷温度——刚好在 -273.15 摄氏度的绝对零以上——导致碰撞率增加。原因是粒子不能再被描述为碰撞的球体，而是可以像水波一样叠加、放大或相互抵消的波包。
尽管相互作用更强，但 Feshbach 共振
波的叠加会引起共振，弗莱堡的研究人员对此进行了研究。“除其他外，我们通过在磁场的帮助下控制它们的相互作用过程，发现了钡离子和锂原子之间的 Feshbach 共振，”Schätz 说。Feshbach 共振先前已在慢原子的碰撞中得到证实。然而，由于离子电荷，研究小组现在能够在一种明显不同的强相互作用机制中做到这一点。除了磁场之外，科学家们还在实验室中使用超高真空和光笼来隔离激光冷却的原子和离子。
“量子力学的基础研究现在越来越多地离开实验室，进入现实世界。通过在实验室中研究理想条件下的影响，我们可以更好地了解它们并以可控的、广泛的方式使用它们——好奇心驱动，从控制和提高化学反应效率的角度出发，直到找到新的方法固体中的电荷流动，”Schätz 说。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！