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yb体育APP下载—重大突破!物理学家制备了一种超冷云,通过磁场和量子干涉控制化学反应
 时间 : 2022-07-28  

近日,麻省理工学院-哈佛超冷原子中间 (CUA) 的物理学家开辟了一种节制化学反映成果的新方式,操纵磁场的细小转变,在化学反映进程中对碰撞粒子的量子力学波函数进行细微的改变。这凡是利用温度和化学催化剂来完成,或比来利用外部场(电场、磁场,或激光束)来完成。

图片来历:凯特尔团体/麻省理工学院 CUA

麻省理工学院 CUA 的物理学家此刻为此添加了一个新的转折点:他们操纵磁场的细小转变对化学反映进程中碰撞粒子的量子力学波函数进行了细微的改变。他们展现了这类手艺若何将反映指导到分歧的成果:加强或按捺反映。

这只有经由过程在绝对零以上百万分之一度的超低温下工作才能实现,此中碰撞和化学反映以单量子态产生。

麻省理工学院 CUA 研究人员制备了一种超冷云,此中钠原子和双原子钠锂份子的夹杂物处在特定量子态,此中电子的所有磁矩(或自旋)都经由过程强磁场摆列。

从残剩份子数目的衰减不雅察到化学反映的存在。当研究人员改变磁场时,他们发现反映散射速度产生了史无前例的猛烈转变。反映速度的转变是因为碰撞粒子的两个量子态之间的共振,称为 Feshbach 共振。

麻省理工学院约翰·D·麦克阿瑟物理学传授、麻省理工学院 CUA 团队负责人 Wolfgang Ketterle 注释说:“20 多年前,我的团队在玻色-爱因斯坦凝集体中不雅察到了第一个 Feshbach 共振,这是一种极端、冷的原子情势问题。使人惊奇的是,这类现象此刻可以用来节制化学。”

要害要素是原子和份子碰撞时波函数的相位转变。超低温下的碰撞可能触及屡次往返反弹。量子干与产生在这些反弹的影响之间,可所以扶植性的也能够是粉碎性的(取决在波函数的相位),并以年夜约 100 的因数加强或按捺反映。

该研究的首要作者、CUA 的前研究生 Hyungmok Son 说:“量子干与近似在光腔中的光干与,或激光束在两个镜子yb体育app下载之间反弹。这项阐发为我们供给了有关反映散射进程的微不雅信息,这些信息不克不及仅经由过程计较取得。”

“此刻,我们正在研究简单的系统——双原子份子和原子,由于更年夜的份子更难节制和描写。我们研究的持久方针是提高我们对若何节制化学进程的理解在更一般的系统和情况中,”凯特勒弥补道。

该论文由 Son、Ketterle、麻省理工学院研究生 Juliana Park 和 Yukun Lu、滑铁卢年夜学前博士后传授 Alan Jamison 和荷兰奈梅亨拉德布德年夜学 Tijs Karman 传授配合撰写。除卡门以外,其他所有人都是或曾是麻省理工学院-哈佛超冷原子中间的研究人员。麻省理工学院团队附属在麻省理工学院物理系和电子研究尝试室(RLE)。

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