科学家在指甲盖1亿亿分之一巨细的地方,观察到原子的三体运动

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单个原子是什么容貌,原子与原子之间是如何相互作用的?对其它生命,不,对其他人来说,这些都是闻所未闻,想所未想的事情。不外最近,来自新西兰奥塔哥大学物理系的科学家,却在极为庞大难题的情况下,第一次抓住了3个原子,并视察了它们之间相互作用的情景,或将大大影响未来的技术进步。

原子的尺度约莫在100亿分之一米,也就是说,把你食指指甲盖巨细的工具横切1亿次,竖切1亿次,取其中一块出来,约莫就是一个原子的巨细了。不外我建议你先别慌着去厨房找菜刀,看完本文后你再权衡一下做不做这个实验。

为了抓住单个的原子,科学家们运用极为专业的知识,泯灭了大量时间和精神,组装了一个极为庞大的设备,包罗激光器、镜子、真空室和显微镜等。在实验中,科学家们在高度纯净的真空室里,使用高度聚焦的激光——所谓的光镊,捕捉到了3个铷原子,并把它们冷却到只比绝对零度高百万分之一度的温度,从而视察到了量子世界的“三体”运动。

这种三体运动是由科学家们控制的,他们使用光镊“拈起”铷原子,将它们导向相互,视察到了多种形式的碰撞情形,从而能准确明白发生的事情。至少在这次实验中,他们视察到的三体重组速度比以前预期的要慢,这与当前的理论预测显着不符,这让科学家们很是兴奋,但原因暂时还不清朗。

科学家们认为,这种分子水平上的观察,让我们对原子如何碰撞,如何相互作用有了更深刻的明白,可以为构建和控制特定化学物质的单个分子提供一种途径,并为未来盘算机和互联网技术的生长提供更为强大的动力。现在的手机之所以能逾越上世纪80年月的超级盘算机,唯一的动力就是,我们可以在越来越小的规模上研究物质。

原子是组成物质的基础,如果技术的生长让我们可以在原子层面,利便地观察其运动,并建设起类似牛一、牛二、牛三和万有引力定律那样的量子运动纪律,人类科技生长将彻底迈进一个新的时代。

这项研究揭晓在2月18日《物理评论快报》上。

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