MIT拍摄了在开放空间中相互作用的原子的惊人第一张照片

麻省理工学院的科学家捕捉了在太空中自由相互作用的单个原子的第一个图像,从而使可见的量子效应可见。研究人员使用独特的技术将原子短暂地捕获原子,研究人员捕获了玻色子和费米子之间从未见过的相互作用。这些快照证实了几十年的理论预测,[...]

来源:SciTechDaily
使用单原子分辨显微镜,由两种类型的原子组成的超冷量子气体显示出明显不同的空间相关性——左侧的玻色子表现出聚束,而右侧的费米子表现出反聚束。图片来源:Sampson Wilcox,编辑和增强

麻省理工学院的科学家首次拍摄了单个原子在太空中自由相互作用的图像,使控制其行为的难以捉摸的量子效应变得可见。

麻省理工学院

使用一种独特的技术,用光晶格短暂地将原子捕获在适当的位置,研究人员捕获了玻色子和费米子之间前所未见的相互作用。这些快照证实了数十年的理论预测,显示玻色子聚集成波状结构,费米子形成对——与超导性相关的机制。

捕获行为中的原子

麻省理工学院的物理学家首次捕捉到了单个原子在太空中自由相互作用的直接图像。这些图像揭示了这些“自由范围”粒子之间微妙的量子相关性——迄今为止,这些行为只能通过理论来预测。该研究结果发表在《物理评论快报》上,为观察真实空间中难以捉摸的量子现象提供了一种强大的新方法。

物理评论快报

为了创建这些图像,研究人员开发了一种方法,首先让原子云自然移动和相互作用。然后,他们打开光晶格,本质上是激光束网格,瞬间将原子冻结在适当的位置。他们使用精细调谐的激光,快速照亮悬浮的原子,在云散开之前捕获它们的精确位置。

可视化量子行为

利用这项技术,该团队能够拍摄不同种类原子的云,并实现了多项成像第一。他们捕捉到了“玻色子”的图像,这些玻色子在量子现象中聚集形成波。他们还观察到“费米子”在自由空间中配对,这是超导性的关键过程。

玻色子

窥探量子云