超冷原子可以被光捕獲而形成令人驚奇的復雜結構。依賴于粒子間的相互作用的反向自旋，具有不同性能的相就可以在局部生成。
超冷原子可以被光捕獲而形成令人驚奇的復雜結構。依賴于粒子間的相互作用的反向自旋，具有不同性能的相就可以在局部生成。
依據位于克拉科夫的波蘭科學院核物理研究所的科學家的結論，超冷原子在預先準備好的激光的捕獲下可以排列形成復雜的、迄今未被發現的結構。與大多數近期的預測相似，物質在可控的前提下在光學晶體中可以形成拉伸和不均勻的量子環。
光學晶體是產生光的一種特殊結構，即電磁波。激光在建造這樣的晶體的過程中起到非常重要的作用。每一束激光都會產生一個嚴格定義的電磁波、其參數是固定的，卻是可以進行幾乎任意的修改。當激光束很好的匹配的時候，就有可能制造出具有非常有名的性質的晶體來。通過將波進行疊加，可以獲得最小的電位，其排列可以促使系統的模擬成為可能和知名的固體物理模型進行模型設計。這一預設的系統的優點就在于相對簡單可以修改這一最小值，在實踐中就意味著可以制備出不同類型的晶體。
如果我們引入適宜的有選擇性的原子進入我們預先準備好的空間，他們就會在最小電位的位置發生聚集。然而，這里有一個非常重要的前提，原子必須冷卻到超低的溫度。只有當他們的能量非常小，小到不能打破精心準備的陷阱時才行。
原子（或成組原子）由于激光晶體的捕獲形成的結構同晶體非常相似。取決于激光束的空間位置，他們可以形成一維、二維、三維的結構。不像晶體，激光捕獲的晶體是無缺陷的。同時，晶體結構有可能在晶格為負時發生結構的改變，光學晶體非常容易的形成空間結構。這些需要改變激光束的性質或者切斷光束的角度。這些特征使得晶格同量子模擬相類似。他們可以用來復制出不同的空間結構的原子或成組的原子，甚至包括在自然界中并不存在的結構。
在波蘭科學院核物理研究所的科學家的研究中，采用激光晶體來實現了原子的捕獲。費米子群，即自旋原子1/2軌道放置在他們所處的位置。在每一位置的原子，都有其特定的自旋方向（向上），其余的則向下。改變這些原子之間的相互作用是非常吸引人的，導致原子對的產生，如超導體中的銅對，電子對在晶格的自旋軌道上的同一位置是相反的方向。
目前這一結果尚屬于波蘭科學院核物理研究所的科學家的理論推測，發表在期刊《 Scientific Reports》和《Journal of Physics Communications》上。但由于該方法簡單，這一描述的超冷原子的激光捕獲可以很快就在實驗室得到驗證。來自波蘭科學院核物理研究所的科學家預測激光對超冷原子的捕獲可以形成均勻結構的量子環。
參考文獻：
Agnieszka Cichy et al, Superfluidity of fermionic pairs in a harmonic trap. Comparative studies: Local Density Approximation and Bogoliubov-de Gennes solutions, Journal of Physics Communications (2020). DOI: 10.1088/2399-6528/ab8f02
Agnieszka Cichy et al. Phase separations induced by a trapping potential in one-dimensional fermionic systems as a source of core-shell structures, Scientific Reports(2019). DOI: 10.1038/s41598-019-42044-w
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
