點藍字關注
點【···】分享
光囚禁在超冷原子物理中的
特殊意義
施郁
阿什金早期的光囚禁工作對於超冷原子物理具有特殊意義，這是諾貝爾獎官方資料未強調的。
原子的冷卻與囚禁導致了超冷原子物理的發展。1995年，威曼（Carl Wieman）和康奈爾（Eric Cornell）研究組以及克特勒（Wolfgang Ketterle）的研究組實現了玻色-愛因斯坦凝聚，這可能對1997年的諾貝爾獎授予朱棣文、科恩-塔諾季和菲利普斯起了推動作用，而他們自己獲得了2001年的諾貝爾獎。
早期的超冷原子基本上基於磁阱或者磁光阱。在這些實驗方案中，原子的自旋（磁矩）與外磁場耦合，所以自旋被凍結，不能體現與自旋相關的物理。後來，光阱或者說光囚禁被用來研究超冷原子，導致很多豐富的物理。
比如，利用光阱實現了體現自旋重要性的旋量玻色氣；利用光阱還可以方便地用費什巴赫共振（Feshbach resonance）來調控原子之間的相互作用，由此實現諸如費米子超流、玻色-愛因斯坦凝聚與BCS超流的渡越等量子多體系統。而作為光阱的發展，光晶格中的原子可以成為強關聯多體系統，也可以應用於量子模擬和量子信息處理。
值得一提的是，最近實驗上還實現了用光鑷陣列束縛鹼金屬原子或鹼土金屬原子。光晶格中，不同格點之間原子之間的距離是固定。與此不同的是，光鑷陣列中，不同光鑷中的原子之間的距離可以在小於微米到10微米之間改變。
追根溯源，光阱和光鑷來源於阿什金最初的光囚禁思想。正如阿什金本人說過的，光囚禁思想不是顯然的。阿什金的光囚禁思想對於冷原子物理有特殊的貢獻。
筆者收藏的阿什金著作
我們為阿什金能夠健康長壽，終於在96歲時得到姍姍來遲、實至名歸的諾貝爾獎而欣慰。阿什金的研究歷程記錄在他的著作中。阿什金教授接受記者採訪時，用《利用雷射進行中性粒子的光囚禁和操縱》（Optical Trappingand Manipulation of Neutral Particles Using Lasers）的封面對光鑷作了解釋。
阿什金接受記者採訪
阿什金長期在貝爾實驗室工作，為貝爾實驗室獲得了第9個諾貝爾獎。貝爾實驗室人才雲集，科研人員自主創新，取得了極大的成功。
引用本文的方式
施郁. 雷射成就夢想，科學，2019，71（1）: 1-4.
排版丨刀刀