科學家首次捕獲單個原子 有望促進量子技術發展

環球科技視界 發佈 2020-02-24T23:30:33+00:00

雖然科技一直在不斷的發展,但原子領域一直是無法攻破的一個難題,從薛丁格的貓到海森堡測不準原理等等,原子所處的量子世界一直披著一層神秘的面紗,等待著人們一步步的揭開。最近,有一則消息令人們對於量子世界的研究感到大為振奮。

雖然科技一直在不斷的發展,但原子領域一直是無法攻破的一個難題,從薛丁格的貓到海森堡測不準原理等等,原子所處的量子世界一直披著一層神秘的面紗,等待著人們一步步的揭開。最近,有一則消息令人們對於量子世界的研究感到大為振奮。有科學家首次捕獲到了單個原子並讓其發生受控反應,他們觀察到了前所未見的原子間相互作用。結果表明,如果只有兩個原子,不能形成分子,至少需要三個原子才能完成化學反應。最新研究為在最小尺度(原子尺度)開展研究奠定了基礎,有望促進量子技術的發展。

在這次最新的研究里,來自奧塔哥大學物理系的科學家通過在烤麵包機大小的超真空室內,用高聚焦雷射束,將三個原子分別俘獲並冷卻至百萬分之一開爾文(約為零下273.15攝氏度,接近絕對零度)。隨後,他們讓這些捕獲的原子結合在一起,並測量原子間產生的受控相互作用。此前,科學家僅通過涉及大量原子的實驗提供的統計平均值來了解這一量子過程。

在這種分子水平上開展研究,讓他們對原子如何碰撞並相互反應有了更多了解,這項技術有望提供一種構建和控制特定化學物質單分子的方法。

奧塔哥大學物理系組裝了無數的設備,包括雷射、鏡子、真空室和顯微鏡,加上大量的時間、精力和專業知識,提供了研究這個量子過程必要條件,到目前為止,人們只能通過涉及大量原子的實驗統計平均來了解這個量子過程。實驗結果表明了,分子形成所費時間比預期得要長得多。科學家目前尚無法解釋這一現象,但他們強調,實驗量子力學領域需要進一步促進理論發展。

總而言之,在過去幾十年里,對能夠在越來越小規模上建造的研究推動了大部分技術發展。例如,這是今天的手機比20世紀80年代"超級"計算機具有更強的計算能力。本研究試圖為能夠在儘可能小的規模,即原子尺度上建造建築鋪平道路,這些發現將如何影響未來的技術進步,甚是令人期待!

各位讀者,你們怎麼看?

關鍵字: