美國耶魯大學的科學家成功利用“磁光捕獲”技術打造迄今為(wei) 止溫度最低的分子。實驗中,他們(men) 將選定分子的溫度降到隻比絕對零度高出2.5‰的程度。這一研究成果能夠應用於(yu) 從(cong) 量子化學到粒子物理學最基本理論測試等一係列領域,幫助科學家進行各種新研究。照片展示了一個(ge) 光學洞,用於(yu) 精確調節激光,而後捕獲和冷卻分子。
過去,磁光捕獲就是原子物理學家非常推崇的一項技術,但隻在單個(ge) 原子尺度。這項實驗取得的巨大成就是創造了有記錄以來分子——兩(liang) 個(ge) 或者更多原子群——溫度的最低紀錄。這項技術利用激光冷卻粒子同時將它們(men) 固定在適當位置。這一研究成果能夠應用於(yu) 從(cong) 量子化學到粒子物理學最基本理論測試等一係列領域。
磁光捕獲技術利用激光將分子固定到適當位置。在此之後,物理學家能夠對分子進行冷卻,達到略高於(yu) 絕對零度的程度。
北京時間29日消息,據國外媒體(ti) 報道,美國耶魯大學的科學家成功打造迄今為(wei) 止溫度最低的分子。實驗中,他們(men) 將選定分子的溫度降到隻比絕對零度高出2.5‰的程度。這一研究成果能夠應用於(yu) 從(cong) 量子化學到粒子物理學最基本理論測試等一係列領域,幫助科學家進行各種新研究。研究論文刊登在《自然》雜誌上。
研究中,耶魯大學的科學家利用激光降低一氟化鍶的溫度,這一過程被稱之為(wei) “磁光捕獲”。通過直接冷卻將分子溫度降至接近絕對零度(零下)是物理學領域的一個(ge) 裏程碑式成就。耶魯大學物理學教授和首席研究員戴夫-德米勒博士表示:“我們(men) 可以開始研究在接近絕對零度時發生的化學反應。我們(men) 有機會(hui) 了解基本的化學機製。”
過去,磁光捕獲就是原子物理學家非常推崇的一項技術,但隻在單個(ge) 原子尺度。這項實驗取得的巨大成就是創造了有記錄以來分子——兩(liang) 個(ge) 或者更多原子群——溫度的最低紀錄。這項技術利用激光冷卻粒子同時將它們(men) 固定在適當位置。德米勒博士解釋說:“想象一下一個(ge) 淺碗,裏麵裝著一點糖蜜。如果將一些球滾到碗裏,它們(men) 會(hui) 緩慢下沉,最後堆積在碗底。具體(ti) 到我們(men) 的實驗,分子就是這些小球,裝糖蜜的碗通過激光束和磁場打造。”
一直以來,分子的複雜振動和旋轉還是一個(ge) 巨大挑戰,無法進行磁光捕獲。耶魯大學的研究小組采取了一種獨特的方式進行捕獲,靈感來自於(yu) 上世紀90年代的一篇晦澀的研究論文。這篇論文闡述了在一個(ge) 通常無法滿足冷卻和捕獲要求的條件下產(chan) 生的磁光捕獲型結果。
德米勒和他的同事在一個(ge) 地下實驗室研製他們(men) 的實驗儀(yi) 器。他們(men) 的儀(yi) 器采用大量線路、電腦、電氣元件、鏡子和低溫冷藏裝置。冷卻過程中,他們(men) 使用十幾道激光,每一道激光都進行精確控製。德米勒表示:“想象一下將一幅展示高科技的圖像放入詞典,我們(men) 做的就是類似的事情。一切雖然很有秩序,但還是有一點亂(luan) 。”
耶魯大學的研究小組之所以選擇一氟化鍶是因為(wei) 它們(men) 的結構比較簡單——一個(ge) 電子環繞整個(ge) 分子移動。德米勒指出:“我們(men) 一度認為(wei) 最理想的選擇是雙原子分子。”這一研究成果打開了一扇門,能夠應用於(yu) 一係列領域——從(cong) 精確測量和量子模擬到超冷化學再到粒子物理學標準模型的測試——讓科學家進行進一步實驗。”
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