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圖為鉺原子冷卻裝置的一部分。激光器發(fā)出的光用于捕獲鉺原子。圖片來源：奧地利因斯布魯克大學(xué)

奧地利因斯布魯克大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次利用光鑷技術(shù)，捕獲了擁有14個價電子的單個鉺原子。他們認(rèn)為，未來可利用鉺復(fù)雜的電子結(jié)構(gòu)，深入探索粒子之間更加細(xì)微的相互作用，開發(fā)出一系列具有創(chuàng)新性的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)。相關(guān)論文發(fā)表在26日出版的《物理評論快報(bào)》上。

光鑷?yán)镁o密聚焦的激光束來操控小到單個原子的微觀物體。與光學(xué)晶格相比，光鑷技術(shù)可以更大的自由度和自定義的幾何形狀，實(shí)時重置原子的排列方式。

團(tuán)隊(duì)透露，此前利用光鑷技術(shù)只能“擒獲”那些擁有一兩個價電子的簡單原子，最新進(jìn)展為研究擁有多個價的復(fù)雜電子提供了一種全新方法。

除了成功捕獲鉺原子外，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出了利用鉺不同內(nèi)部狀態(tài)的成像方法。通過誘導(dǎo)不同波長的熒光，他們實(shí)現(xiàn)了兩種獨(dú)特的成像技術(shù)：一種是利用藍(lán)色光譜實(shí)現(xiàn)的超快群體分辨成像技術(shù)，這是光鑷物理學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)；另一種是利用黃色光譜實(shí)現(xiàn)的幾乎可以無損觀察物體的成像技術(shù)。

在這些進(jìn)展的基礎(chǔ)上，新成像方法為研究量子系統(tǒng)開辟了新途徑。科學(xué)家將能在不干擾原子量子態(tài)的情況下，密切監(jiān)測原子的行為。而且，由于觀測速度足夠慢，他們還能對系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)探測。