美国和荷兰物理学家成功将钠铯极性分子冷却至接近绝对零度,使 1000 多个分子处于一个巨大的量子态,形成了分子玻色-爱因斯坦凝聚态。这项成果既可以帮助科学家创造出能无阻力流动的超固体材料,又有助于研制新型量子计算机。早在 1920 年代,爱因斯坦等人预测,当冷却到接近绝对零度时,原子等粒子就不再“单兵作战”,而是“整齐划一”的聚集成一个“超级原子”,形成玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)。自 1995 年以来,物理学家已经实现原子 BEC 状态,但他们一直期望稳定的分子实现这一目标。研究人员表示,分子能以原子不可能的方式旋转和振动,分子 BEC 可为物理学家提供模拟和理解更广泛物理现象的可能性,但与原子相比,分子的控制和冷却更具挑战性。在最新研究中,研究人员利用一团极性分子完成了这一目标。每个极性分子由一个钠原子和一个铯原子组成。他们利用两种微波场操控极性分子:一种控制分子的旋转;另一种则使分子发生振荡。这两个微波场“携手”使分子朝向特定方向,防止了分子之间发生碰撞,这使科学家能够挤出最热分子,从而进一步冷却分子。最终,他们将这些分子冷却至约 -273.15 摄氏度,得到了由 1000 多个分子组成的 BEC,且其“寿命”长达 2 秒。
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