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物理学家在激光陷阱中捕获原子

就像面包师每次制作面包时都要测量面粉完全相同的面粉一样,物理学家德克萨斯大学在奥斯汀,使用激光陷阱始终捕获并测量相同数量的原子。

Sid W. Richardson Foundation Physics主席Mark Raizen博士及其在非线性动力学中心的同事们能够在用激光制成的盒子中反复捕获只有60个原子。

他们在2005年12月30日的发行中报告了他们的作品物理评论信

Raizen具有出色精度测量原子的能力使科学家更接近评估和控制单个原子并实现量子计算。量子计算机将使用原子的力量来存储信息并进行超快速计算。

Raizen的工作也是新领域的开始 - 量子原子统计。

Raizen说:“有些工作关闭了科学问题的一章,有些工作开辟了新的章节。”欧洲杯线上买球“我认为这是开放新篇章,因为对原子量子统计的研究具有巨大的未来发现潜力。”

Raizen和他的同事创造了所谓的挤压数量状态,在该状态下,在激光陷阱中捕获的原子的数量几乎保持不变。为了到达原子数,物理学家用激光片制作了一个盒子。激光盒没有顶部 - 只有四个侧面和底部 - 并且固定了固定数量的原子,例如持有乒乓球的杯子。

Raizen解释说:“假设我们有一个像杯子一样工作的陷阱,然后我开始将乒乓球放在杯子里。我到达了一个我无法在没有它们溢出的情况下将球放进去的地方。可以在杯子中适合的数字进行硬切断。这就是我们使用的机制,只有我们的杯子是用光制成的。”

当然,另一个区别是,Raizen和他的同事使用原子而不是球。

在报道的一组实验中,将Rubidium-87原子的云捕获并超冷成玻色的凝结物,以便它们占据陷阱的基态。Bose -Einstein冷凝物是一种新的物质状态,在温度的绝对零(-459.67华氏度)附近达到,通常容纳约一百万个原子。

为了将原子的数量降低到六十个原子,研究人员非常缓慢地降低了激光盒的侧面,该激光盒的侧面约为两微米(一米三分之二),并且原子掉落在唇部上。

Raizen说:“每次我们再降低唇部时,有些原子都会离开盒子,直到我们最终达到了我们满意的水平,我们数了。”

研究人员每次都能够反复捕获和数接近相同数量的原子,而Raizen说,这些是“通过计数原子来测量量子原子统计的第一个测量”。可以考虑到激光盒的尺寸的小变化来解释剩余的数量剩余波动。

Raizen将Bose-Einstein冷凝物的新概念称为陷阱“量子蒸发”的顶部,因为原子像水分子一样逃脱了从玻璃中蒸发的水分子。

自从该论文发表以来,Raizen说,他和他的同事们能够准确地测量和陷阱二十个原子。他们通过使盒子变得更小而瞄准了一两个。

http://www.utexas.edu/

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