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14個價電子的單個鉺原子“捕獲”

科技日報

2024-11-29 11:15:57

奧地利因斯布魯克大學研究團隊首次利用光鑷技術,捕獲了擁有14個價電子的單個鉺原子。他們認為,未來可利用鉺復雜的電子結構,深入探索粒子之間更加細微的相互作用,開發(fā)出一系列具有創(chuàng)新性的量子科學實驗。相關論文發(fā)表在26日出版的《物理評論快報》上。

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圖為鉺原子冷卻裝置的一部分。激光器發(fā)出的光用于捕獲鉺原子。圖片來源:奧地利因斯布魯克大學

光鑷利用緊密聚焦的激光束來操控小到單個原子的微觀物體。與光學晶格相比,光鑷技術可以更大的自由度和自定義的幾何形狀,實時重置原子的排列方式。

團隊透露,此前利用光鑷技術只能“擒獲”那些擁有一兩個價電子的簡單原子,最新進展為研究擁有多個價的復雜電子提供了一種全新方法。

除了成功捕獲鉺原子外,團隊還開發(fā)出了利用鉺不同內(nèi)部狀態(tài)的成像方法。通過誘導不同波長的熒光,他們實現(xiàn)了兩種獨特的成像技術:一種是利用藍色光譜實現(xiàn)的超快群體分辨成像技術,這是光鑷物理學領域的一項新技術;另一種是利用黃色光譜實現(xiàn)的幾乎可以無損觀察物體的成像技術。

在這些進展的基礎上,新成像方法為研究量子系統(tǒng)開辟了新途徑??茖W家將能在不干擾原子量子態(tài)的情況下,密切監(jiān)測原子的行為。而且,由于觀測速度足夠慢,他們還能對系統(tǒng)進行連續(xù)探測。

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