美國(guó)耶魯大學(xué)的科學(xué)家成功利用“磁光捕獲”技術(shù)打造迄今為止溫度最低的分子。實(shí)驗(yàn)中，他們將選定分子的溫度降到只比絕對(duì)零度高出2.5‰的程度。這一研究成果能夠應(yīng)用于從量子化學(xué)到粒子物理學(xué)最基本理論測(cè)試等一系列領(lǐng)域，幫助科學(xué)家進(jìn)行各種新研究。照片展示了一個(gè)光學(xué)洞，用于精確調(diào)節(jié)激光，而后捕獲和冷卻分子。

　　過(guò)去，磁光捕獲就是原子物理學(xué)家非常推崇的一項(xiàng)技術(shù)，但只在單個(gè)原子尺度。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)取得的巨大成就是創(chuàng)造了有記錄以來(lái)分子——兩個(gè)或者更多原子群——溫度的最低紀(jì)錄。這項(xiàng)技術(shù)利用激光冷卻粒子同時(shí)將它們固定在適當(dāng)位置。這一研究成果能夠應(yīng)用于從量子化學(xué)到粒子物理學(xué)最基本理論測(cè)試等一系列領(lǐng)域。

       磁光捕獲技術(shù)利用激光將分子固定到適當(dāng)位置。在此之后，物理學(xué)家能夠?qū)Ψ肿舆M(jìn)行冷卻，達(dá)到略高于絕對(duì)零度的程度。

       北京時(shí)間29日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)耶魯大學(xué)的科學(xué)家成功打造迄今為止溫度最低的分子。實(shí)驗(yàn)中，他們將選定分子的溫度降到只比絕對(duì)零度高出2.5‰的程度。這一研究成果能夠應(yīng)用于從量子化學(xué)到粒子物理學(xué)最基本理論測(cè)試等一系列領(lǐng)域，幫助科學(xué)家進(jìn)行各種新研究。研究論文刊登在《自然》雜志上。

　　研究中，耶魯大學(xué)的科學(xué)家利用激光降低一氟化鍶的溫度，這一過(guò)程被稱(chēng)之為“磁光捕獲”。通過(guò)直接冷卻將分子溫度降至接近絕對(duì)零度(零下)是物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑式成就。耶魯大學(xué)物理學(xué)教授和首席研究員戴夫-德米勒博士表示：“我們可以開(kāi)始研究在接近絕對(duì)零度時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。我們有機(jī)會(huì)了解基本的化學(xué)機(jī)制。”

　　過(guò)去，磁光捕獲就是原子物理學(xué)家非常推崇的一項(xiàng)技術(shù)，但只在單個(gè)原子尺度。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)取得的巨大成就是創(chuàng)造了有記錄以來(lái)分子——兩個(gè)或者更多原子群——溫度的最低紀(jì)錄。這項(xiàng)技術(shù)利用激光冷卻粒子同時(shí)將它們固定在適當(dāng)位置。德米勒博士解釋說(shuō)：“想象一下一個(gè)淺碗，里面裝著一點(diǎn)糖蜜。如果將一些球滾到碗里，它們會(huì)緩慢下沉，最后堆積在碗底。具體到我們的實(shí)驗(yàn)，分子就是這些小球，裝糖蜜的碗通過(guò)激光束和磁場(chǎng)打造。”

一直以來(lái)，分子的復(fù)雜振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)還是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，無(wú)法進(jìn)行磁光捕獲。耶魯大學(xué)的研究小組采取了一種獨(dú)特的方式進(jìn)行捕獲，靈感來(lái)自于上世紀(jì)90年代的一篇晦澀的研究論文。這篇論文闡述了在一個(gè)通常無(wú)法滿足冷卻和捕獲要求的條件下產(chǎn)生的磁光捕獲型結(jié)果。

　　德米勒和他的同事在一個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室研制他們的實(shí)驗(yàn)儀器。他們的儀器采用大量線路、電腦、電氣元件、鏡子和低溫冷藏裝置。冷卻過(guò)程中，他們使用十幾道激光，每一道激光都進(jìn)行精確控制。德米勒表示：“想象一下將一幅展示高科技的圖像放入詞典，我們做的就是類(lèi)似的事情。一切雖然很有秩序，但還是有一點(diǎn)亂。”

　　耶魯大學(xué)的研究小組之所以選擇一氟化鍶是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單——一個(gè)電子環(huán)繞整個(gè)分子移動(dòng)。德米勒指出：“我們一度認(rèn)為最理想的選擇是雙原子分子。”這一研究成果打開(kāi)了一扇門(mén)，能夠應(yīng)用于一系列領(lǐng)域——從精確測(cè)量和量子模擬到超冷化學(xué)再到粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的測(cè)試——讓科學(xué)家進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。”