科學家造出第一個玻色-愛因斯坦凝聚態分子雲

人氣 241

【大紀元2021年05月15日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)科學家第一次在接近絕對零度的低溫下,實現由很多分子聚合在一起成為一體、行為猶如單個量子體的狀態,也稱為玻色-愛因斯坦凝聚態(Bose-Einstein condensate,BEC)分子雲。這項技術為開發像室溫下超導體等這些新材料提供了很好的實驗平台。

在這之前,科學家實現過冷凍原子雲,即低溫下大量原子聚集在一起處於完全靜止的狀態,組成一團高密度原子雲,整體的行為就像單個「超級原子」一樣。

玻色-愛因斯坦凝聚態也常被稱為固態、液態、氣態和等離子態之外的第五態。這種狀態下物質的每個微觀粒子有著相同的量子特性

自從上世紀90年代以來,科學家一直在研究由各種原子構成的玻色-愛因斯坦凝聚態。可是對於分子來說,要把它們冷卻到那樣的低溫難度更大。

這項新研究的主要研究者芝加哥大學(University of Chicago)的錢城(Cheng Chin,音譯)說:「冷卻到一定程度,就沒有辦法讓它們繼續降溫了。」

這個研究組找到了一種新的方法,用激光除去分子的能量把它們冷卻到接近絕對零度,成功地讓幾千個銫分子組成一份玻色-愛因斯坦凝聚態。

研究人員先造出一個單層的、由原子構成的玻色-愛因斯坦凝聚態,然後向它們施加磁場促使原子成對結合組成分子。再使用一道很寬、但是非常薄的激光束,把這些分子固定住,保持平面原子片的形態。

這讓它們在10納米開爾文這樣非常接近絕對零度的低溫下,維持穩定的分子結構,並保持玻色-愛因斯坦凝聚態。

錢城說,這種狀態是進行研發實驗理想的初始狀態,因為在這種狀態下減少了很多不穩定因素。「它們一起行動,形成整體。它們就像一個巨大的分子。」

薩塞克斯大學(University of Sussex)的克魯格(Peter Krüger)說:「他們把在原子層面已經實現了近25年的技術推向了新的層次。這個層次複雜度高得多。」克魯格認為這項突破將為研發室溫超導材料鋪平道路。

這項研究4月28日發表於《自然》(Nature)期刊。◇

責任編輯:朱涵儒

相關新聞
揭祕GPS如何運作 美太空軍起何作用
大腦神經元地圖問世 腦部手術將更精確
太聰明 澳洲鸚鵡會開垃圾桶覓食 還教會同伴
NASA探測木衛二任務 SpaceX獲訂單
最熱視頻
【新聞看點】死亡隧道存3謎 江浙滬發196警報
【時事軍事】中印邊境續對峙 共軍暴露軍事劣勢
【財商天下】快速降負債 恆大走出危局?
【橫河觀點】習鄧都避洪災?美打擊中共獵狐
【小宇宙傳説】時空穿越 他從1952來到2006年
【馬克時空】波音CST-100星際航線 將於7月30日升空
如果您有新聞線索或資料給大紀元,請進入安全投稿爆料平台
評論