奥地利因斯布鲁克大学的研究团队首次利用光镊技术成功捕获了拥有14个价电子的单个铒原子。光镊技术能够以更大的自由度和自定义的几何形状操控原子,为研究复杂电子系统提供了新途径。研究团队还开发了两种基于铒不同内部状态的成像方法,一种是超快群体分辨成像,另一种是几乎无损的成像技术。这些进展为研究量子系统开辟了新途径,科学家能够在不干扰原子量子态的情况下监测原子行为,并进行连续探测,有望推动量子科学实验的创新发展。
🤔**光镊技术成功捕获铒原子:**奥地利因斯布鲁克大学的研究团队首次利用光镊技术捕获了拥有14个价电子的单个铒原子,突破了此前仅能捕获简单原子的限制,为研究复杂电子系统提供了新的可能性。
🔬**开发两种新型成像方法:**研究团队开发了两种基于铒不同内部状态的成像方法,分别是利用蓝色光谱实现的超快群体分辨成像和利用黄色光谱实现的几乎无损成像,为研究量子系统提供了新的工具。
💡**为量子科学实验开辟新途径:**这些进展使得科学家能够在不干扰原子量子态的情况下密切监测原子的行为,并进行连续探测,为探索粒子之间更加细微的相互作用以及开发创新性的量子科学实验奠定了基础。
🔭**利用铒原子深入探索量子现象:**铒原子复杂的电子结构使其成为研究量子现象的理想对象,未来可利用其深入探索粒子之间更加细微的相互作用,开发出具有创新性的量子科学实验。

图为铒原子冷却装置的一部分。激光器发出的光用于捕获铒原子。 图片来源:奥地利因斯布鲁克大学
科技日报北京11月28日电 (记者刘霞)奥地利因斯布鲁克大学研究团队首次利用光镊技术,捕获了拥有14个价电子的单个铒原子。他们认为,未来可利用铒复杂的电子结构,深入探索粒子之间更加细微的相互作用,开发出一系列具有创新性的量子科学实验。相关论文发表在26日出版的《物理评论快报》上。
光镊利用紧密聚焦的激光束来操控小到单个原子的微观物体。与光学晶格相比,光镊技术可以更大的自由度和自定义的几何形状,实时重置原子的排列方式。
团队透露,此前利用光镊技术只能“擒获”那些拥有一两个价电子的简单原子,最新进展为研究拥有多个价的复杂电子提供了一种全新方法。
除了成功捕获铒原子外,团队还开发出了利用铒不同内部状态的成像方法。通过诱导不同波长的荧光,他们实现了两种独特的成像技术:一种是利用蓝色光谱实现的超快群体分辨成像技术,这是光镊物理学领域的一项新技术;另一种是利用黄色光谱实现的几乎可以无损观察物体的成像技术。
在这些进展的基础上,新成像方法为研究量子系统开辟了新途径。科学家将能在不干扰原子量子态的情况下,密切监测原子的行为。而且,由于观测速度足够慢,他们还能对系统进行连续探测。