分子在撞到表面之前看到了反弹


作者:Rachel Courtland想象一下,观看一场网球比赛,球在击球之前就会反弹回来这就是单个原子在被称为量子反射的现象中多年来所做的事情现在物理学家用分子完成了这项壮举奇怪的反弹是因为量子粒子的行为类似于波而不是单个定义的点当波状粒子接近表面时,它们会游入表面的电场即使它们被这个领域电气吸引,环境的突然变化也会导致它们在实际击中表面之前反弹,就像水波在一艘超速船体前面撞击在一起 “物理学生在他们的量子力学课程中学习这种量子反射,但他们可能怀疑它是在现实世界中发生的,”德国柏林弗里茨哈伯研究所的Bum Suk Zhao说赵和他的同事已经证明分子的作用确实发生了该团队将氦气冷却至绝对零度以上约0.001°C在该温度下,气体中的一些原子聚集在一起形成含有两个或三个氦原子的脆弱分子,分别称为二聚体和三聚体然后将这些冷却的原子和分子流以300米/秒的速度在一片镀铝玻璃上射出虽然氦气快速移动,但是它以一个掠射角度向目标发射 - 仅为0.02° - 意味着它会以很少的能量冲击研究小组发现,当二聚体和三聚体距离目标表面数十纳米时,它们会反弹之后它们也保持完整,没有分解成单个氦原子 “当我们看到二聚体反射时,我们感到惊讶,因为它非常脆弱,”赵说二聚体中的氦原子以比两个结合的氢原子少1亿倍的能量结合在一起,这种连接很脆弱,被称为“最弱的键”氦二聚体等分子可以作为测试粒子,帮助物理学家更好地理解表面的物理特性这可能有助于改进“原子光学”器件,如利用原子波性质的原子钟,并有助于开发使用冷原子进行量子计算的“芯片” “这些都是艰难的实验,这些是为了进一步开发与冷原子相关的技术而必须做的实验,”伯灵顿佛蒙特大学的Dennis Clougherty说期刊参考:Science,vol 331,p 892更多关于这些主题的信息:
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