據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，新西蘭研究人員首次捕獲到單個原子并讓其發(fā)生受控反應(yīng)，他們觀察到了前所未見的原子間相互作用。結(jié)果表明，如果只有兩個原子，不能形成分子，至少需要三個原子才能完成化學(xué)反應(yīng)。最新研究為在最小尺度(原子尺度)開展研究奠定了基礎(chǔ)，有望促進(jìn)量子技術(shù)的發(fā)展。
奧塔哥大學(xué)物理系副教授米克爾·安德森表示：“在最新研究中，我們在烤面包機(jī)大小的超真空室內(nèi)，用高聚焦激光束，將三個原子分別俘獲并冷卻至百萬分之一開爾文(約為零下273.15攝氏度，接近絕對零度)。隨后，我們讓這些捕獲的原子結(jié)合在一起，并測量原子間產(chǎn)生的受控相互作用。此前，科學(xué)家僅通過涉及大量原子的實驗提供的統(tǒng)計平均值來了解這一量子過程。”
結(jié)果表明，當(dāng)三個原子彼此靠近時，兩個原子會形成一個分子，顯微鏡攝像機(jī)可放大并查看這一過程。
博士后研究員馬文·韋蘭德解釋說：“如果只有兩個原子，不能形成一個分子，至少需要三個原子才能完成化學(xué)反應(yīng)。我們首次將這一基本過程孤立出來展開研究，得到了以前涉及大量原子云團(tuán)的實驗無法獲得的詳盡細(xì)節(jié)以及實驗結(jié)果。”
韋蘭德補(bǔ)充道，在這種分子水平上開展研究，讓他們對原子如何碰撞并相互反應(yīng)有了更多了解，這項技術(shù)有望提供一種構(gòu)建和控制特定化學(xué)物質(zhì)單分子的方法。
安德森說：“在過去幾十年間，研究建立在越來越小的規(guī)模上，這促進(jìn)了技術(shù)的大踏步發(fā)展。我們的研究為能在最小尺度(原子尺度)開展研究鋪平了道路，有望促進(jìn)量子技術(shù)的發(fā)展。”
此外，實驗結(jié)果還表明，分子形成所費(fèi)時間比預(yù)期得要長得多。科學(xué)家目前尚無法解釋這一現(xiàn)象，但他們強(qiáng)調(diào)，實驗量子力學(xué)領(lǐng)域需要進(jìn)一步促進(jìn)理論發(fā)展。(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 單個原子
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