2010年6月21日
哈佛大学的物理学家,第一次跟踪单个原子在一个极端温度的气冷粒子重组成一个晶体,一个由量子力学过程。yabo214在本周《科学》杂志上描述的研究,,打开新的可能性particle-by-particle研究和工程亚博老虎机网登录人工量子材料。亚博网站下载
“现代科技是由工程材料的新属性,和量子力学的奇妙世界可以造成这一工程的工具箱,”马库斯·格林尼说哈佛大学亚博网站下载物理学助理教授领导的研究团队。“例如,量子材料可以用来把热能转化为电能,或亚博网站下载在电缆传输电力电网非常有效。”
“挑战在理解这些材料的行为,尽管我们有很多关于如何工作,我们缺少的工具来验证这些理论通过观察和操纵这些材料亚博网站下载在最基本的原子层面上,“他一一补充道。“这是我们已经着手解决的问题。”
规避研究这种材料的挑战,他一一和他的同事创造了一个人工量子材料,冷气体的铷原子在晶格的光。亚博网站下载这pancake-shaped云,称为玻色-爱因斯坦凝聚态,允许他们研究量子材料的物理特性在一个更大的规模,基本上是模拟在真实材料会发生什么。亚博网站下载
物理学家关注单个原子参与一个戏剧性的集体之间的过渡两种不同状态的物质,类似于过渡,当水冻结成冰。但这种转变不是出于温度,但研究者的操纵原子之间的相互作用。
“我们统计数量的原子在晶格的每个站点,”合著者瓦萨姆•克尔说,在哈佛大学物理系的一名研究生。“当原子之间的相互作用弱,原子的数量变化显著不同站点由于固有的量子力学的不确定性。当我们增加互动,这些波动消失,原子排列成一个几乎完美的水晶。”
这种转换从一个超流体状态,粒子可以移动没有阻力,莫特绝缘状态,原子可以不再移动,最初被他一一和他的同事在200yabo2141年。然而,量子气体显微镜开发去年被他一一的小组现在允许观察单个原子的经历这种转变。
“这显微镜是一个多功能的工具应该能够阐明许多其他现象与量子材料、磁性材料等“长葛莱说。亚博网站下载“这甚至可以被用来计算当前电脑上需要巨大的资源。”
虽然类似于当前的仿真实验,原则上,在电脑上进行,他一一说这种方法将很快成为一个系统的不可行有超过几十个原子。
来源:http://www.harvard.edu/