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原子烟花:从超级冷却的玻色子射击的原子流观察

芝加哥大学的一组研究人员最近在他们决定将玻色子降温至零度以下时接受原子烟火治疗。 尽管如此,这一发现并非全部闪光,灯光秀也导致了一种新形式的量子行为的发现。

“这是我们以前从未见过的一种非常基本的行为;对我们来说这是一个非常大的惊喜,”芝加哥大学物理学教授郑钦表示。 该发表在11月6日出版的“自然”杂志上。 调查结果揭示了一个以前被认为是一个易于理解的系统的现象。

该团队希望研究一个名为玻色 - 爱因斯坦凝聚物的特殊状态的玻色子。 这是通过将温度冷却到接近绝对零度来实现的。 当这发生时,玻色子将全部凝结成相同的量子态。 当团队在图片中添加磁场时,原子开始四处移动。 这导致玻色子之间发生碰撞,这些玻色子发出大量的飞行凝结物。 弹射模式是事物变得有趣的地方。 该团队看到了从圆盘边缘射出的明亮的原子射流,就像纳米烟花一样。 当研究模式时,原子 - 根据预测将随机飞行 - 实际上留在团块中的均匀场中。

“如果你几乎要求任何人预测会发生什么,他们就会说这些碰撞会让随机方向上的原子飞散,”该研究的第一作者,博士后研究员洛根克拉克在上说。芝加哥大学网站。 他和合着者以及博士后Anita Gaj是第一个看到这种现象的人。 “但我们所看到的却是成千上万的玻色子聚集在一起,朝着同一个方向前进,”克拉克补充道。

- 芝加哥大学

“这就像人们形成共识并分组离开,”Chin在发布中补充道。

据该团队称,这种现象可能存在于其他系统中。 这就是为什么理解其他量子系统的基础物理学将不可或缺的原因。 该团队还认为,这些特殊的浓缩玻色子射弹可以在未来广泛使用。

“例如,如果你向一个方向发送一个特定的原子,那么更多的将沿着同一个方向发展,这将有助于你在微观世界中放大小信号,”克拉克说。

当能量和粒子在相互作用期间都不处于基态时,它被称为“驱动”量子系统。 近年来,这一领域在科学领域的地位日益突出。 该研究中使用的系统属于该类别,使得研究结果更加令人兴奋和重要。 该团队推测,虽然这些量子态系统的物理特性尚未得到很好的理解,但它在有用技术的工程设计中可能至关重要。

Bose-Einstein已经是一个广泛研究的量子力学分支。 然而,之前没有人观察到这一点,这是第一次有人能够成功记录这种行为,该发布说。

“如果你在这个简单的实验中看到一些疯狂的东西,它会让你想知道那里还有什么东西,”该论文的合着者,研究生雷锋说。