14個(gè)價(jià)電子的單個(gè)鉺原子“捕獲”

奧地利因斯布魯克大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次利用光鑷技術(shù)，捕獲了擁有14個(gè)價(jià)電子的單個(gè)鉺原子。他們認(rèn)為，未來(lái)可利用鉺復(fù)雜的電子結(jié)構(gòu)，深入探索粒子之間更加細(xì)微的相互作用，開(kāi)發(fā)出一系列具有創(chuàng)新性的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)。相關(guān)論文發(fā)表在26日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

圖為鉺原子冷卻裝置的一部分。激光器發(fā)出的光用于捕獲鉺原子。圖片來(lái)源：奧地利因斯布魯克大學(xué)

光鑷?yán)镁o密聚焦的激光束來(lái)操控小到單個(gè)原子的微觀物體。與光學(xué)晶格相比，光鑷技術(shù)可以更大的自由度和自定義的幾何形狀，實(shí)時(shí)重置原子的排列方式。

團(tuán)隊(duì)透露，此前利用光鑷技術(shù)只能“擒獲”那些擁有一兩個(gè)價(jià)電子的簡(jiǎn)單原子，最新進(jìn)展為研究擁有多個(gè)價(jià)的復(fù)雜電子提供了一種全新方法。

除了成功捕獲鉺原子外，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出了利用鉺不同內(nèi)部狀態(tài)的成像方法。通過(guò)誘導(dǎo)不同波長(zhǎng)的熒光，他們實(shí)現(xiàn)了兩種獨(dú)特的成像技術(shù)：一種是利用藍(lán)色光譜實(shí)現(xiàn)的超快群體分辨成像技術(shù)，這是光鑷物理學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)；另一種是利用黃色光譜實(shí)現(xiàn)的幾乎可以無(wú)損觀察物體的成像技術(shù)。

在這些進(jìn)展的基礎(chǔ)上，新成像方法為研究量子系統(tǒng)開(kāi)辟了新途徑?？茖W(xué)家將能在不干擾原子量子態(tài)的情況下，密切監(jiān)測(cè)原子的行為。而且，由于觀測(cè)速度足夠慢，他們還能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)探測(cè)。