通过激光束，原子的极化是可能的，因此它们可以在一侧带正电，在另一侧带负电。 结果，它们相互吸引，形成一种独特的键合状态，该键合状态明显弱于特定分子中两个原子之间的连接，但仍可量化。 激光束可以被认为是光和物质的“分子”，在某种程度上赋予了极化原子相互吸引的能力。
这种现象在理论上早就预料到了，但研究人员在 因斯布鲁克大学 和维也纳量子科学与技术中心 (VCQ) 恩维恩 现在已经实现了对这种不寻常的原子连接的首次测量。 他们首次在实验室中创造了原子之间非常特殊的键合状态。 这种相互作用可用于操纵非常冷的原子，也可能影响分子在空间中的形成方式。
Philipp Haslinger 教授在维也纳工业大学原子学院的研究得到了 FWF START 计划的支持，他说， “在电中性原子中，带正电的原子核被带负电的电子包围，这些电子像云一样围绕原子核。 如果你现在打开一个外部电场，这种电荷分布会发生一点变化。”
“正电荷向一个方向略微移动，负电荷向另一个方向略微移动，原子突然有正负两面，极化。”
用激光创造偏振效应是可能的，因为光只是一种 电磁场 变化很快。 光以相同的方式极化所有原子（当彼此相邻放置时） - 左侧为正极，右侧为负极，反之亦然。 在这两种情况下，两个相邻的原子将不同的电荷相互转向，从而在它们之间产生一种力。
该出版物的第一作者、来自 TU Wien 的 Mira Maiwöger 说： “这是一种非常微弱的吸引力，所以你必须非常仔细地进行实验才能测量它。 如果原子有很多能量并且快速移动，那么吸引力会立即消失。 这就是使用超冷原子云的原因。”
该出版物的第一作者、来自 TU Wien 的 Mira Maiwöger 说： “这是一种非常微弱的吸引力，所以你必须非常仔细地进行实验才能测量它。 如果原子有很多能量并且快速移动，那么吸引力会立即消失。 这就是使用超冷原子云的原因。”
科学家们使用了一种技术，他们首先在原子芯片上的磁阱中捕获并冷却原子。 然后在关闭陷阱后，原子以自由落体的方式释放。 尽管“超冷”——温度低于开尔文的百万分之一——原子云有足够的能量在秋季生长。 然而，如果原子在这个阶段被激光束极化，原子云的增长就会减慢，从而在它们之间产生吸引力。 这就是测量吸引力的方式。
为该实验奠定理论基础的马蒂亚斯·索恩莱特纳 (Matthias Sonnleitner) 说， “用激光束极化单个原子并不是什么新鲜事。 然而，我们实验的关键在于，我们首次成功地将几个极化原子以可控的方式结合在一起，在它们之间产生了可测量的吸引力。”
菲利普·哈斯林格 说过, “这种吸引力是控制冷原子的补充工具。 但它在天体物理学中也很重要：在浩瀚的太空中，微小的力量可以发挥重要作用。 在这里，我们首次能够证明电磁辐射可以在原子之间产生一种力，这可能有助于揭示尚未解释的天体物理学场景。”
杂志参考：
- Mira Maiwöger、Matthias Sonnleitner 等人。 超冷原子气体中光致偶极-偶极力的观察。 物理 第十版 12, 031018 – 27 年 2022 月 XNUMX 日出版。DOI： 10.1103/PhysRevX.12.031018
