物理學(xué)家首次制造出單個(gè)多原子分子的光鑷陣列
哈佛大學(xué)的一個(gè)物理學(xué)家小組首次成功地用光學(xué)鑷子陣列捕獲了單個(gè)多原子分子。在發(fā)表于《自然》雜志的論文中，該研究小組介紹了他們是如何實(shí)現(xiàn)這一壯舉的，以及這一壯舉的可能用途。同一期的研究簡(jiǎn)報(bào)也介紹了他們的工作。 5v <>%=
將原子冷卻到極低溫度可以控制它們的能量狀態(tài)，這反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了幾種技術(shù)的發(fā)展，如原子鐘。物理學(xué)家懷疑，對(duì)分子進(jìn)行同樣的控制也能獲得類似的結(jié)果，但由于涉及旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)等額外因素，要做到這一點(diǎn)已被證明是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。 s3qWTdM
只有兩個(gè)原子的分子取得了一些成功，但有更多原子的分子卻很麻煩。在這項(xiàng)新的研究中，研究小組找到了控制一種含有三個(gè)原子的分子CaOH的方法。 q9fCoz
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CaOH分子的光學(xué)鑷子陣列 Mx< z34(T
為了控制單個(gè)分子，研究人員首先將幾個(gè)分子隔離在一個(gè)真空室中，冷凍到略低于100微開爾文，然后使用光學(xué)鑷子（激光）陣列將它們分開，這樣研究小組就可以將精力集中在單個(gè)分子上。這樣，他們就能操縱分子進(jìn)入量子基態(tài)。 i{[=N9U5o
一旦實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，研究小組就設(shè)計(jì)出了一種對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行成像的方法，從而證明在不破壞他們正在研究的分子的情況下加載了特定的鑷子。要做到這一點(diǎn)，需要使用額外的激光器，不過(guò)研究小組發(fā)現(xiàn)，他們必須以特定的方式調(diào)整激光器，以減少激光束的相互作用與分子結(jié)構(gòu)之間的干擾。 [p[nK=&r
隨后，研究人員迫使分子進(jìn)入所需的量子態(tài)，從而控制了分子的振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和核自旋。然后，他們?cè)俅螌?duì)分子進(jìn)行成像，以進(jìn)一步了解操縱的結(jié)果。 D FDC'E
研究小組認(rèn)為，他們的技術(shù)可用于其他三原子分子，為多原子分子研究開辟了新途徑。 ALvj)I`Al
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