科學(xué)家發(fā)明觀察世界最怪異超寒冷物質(zhì)新方式

近日物理學(xué)家提出了一種新的方式觀察世界上最怪異的物質(zhì)——名為玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物的超級(jí)寒冷、超級(jí)平靜的氣體。雖然科學(xué)家們之前都能夠一瞥這罕見(jiàn)的氣體，但拍攝一張玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物（BEC）（它是以愛(ài)因斯坦和印度理論學(xué)家薩特延德拉·納特·玻色為名）往往會(huì)毀壞它，因?yàn)樗砑恿藖?lái)自光的額外能量。“對(duì)單個(gè)光子的吸收足以破壞它，”研究首席作者、英國(guó)諾丁漢大學(xué)的物理學(xué)家邁克爾·哈希這樣說(shuō)道。

通過(guò)創(chuàng)造一個(gè)新的電腦模型，研究人員找了一種以另一種路線傳輸熱并保持BECs冷卻——即使在長(zhǎng)時(shí)間的成像過(guò)程中——的方式。原則上來(lái)說(shuō)，這種方法“可以實(shí)現(xiàn)BEC模糊的成像，在此期間我們能夠直接的觀測(cè)BEC甚至利用反饋對(duì)它進(jìn)行控制。” 哈希說(shuō)道。“能夠當(dāng)場(chǎng)研究一個(gè)接近絕對(duì)零度的量子物體真是令人非常興奮。”玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物是指原子或者其他粒子，例如光子，冷卻到接近絕對(duì)零度。這種原子是如此呆滯以至于它們的行為非常怪異，就像單一的水滴塊狀物。粒子緩慢移動(dòng)的本質(zhì)意味著科學(xué)家們能夠通過(guò)研究玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物，輕松的追蹤并研究原子過(guò)程。

在過(guò)去的十多年間，物理學(xué)家利用偏共振光子——一種會(huì)將自身能量發(fā)散以遠(yuǎn)離超級(jí)冷卻原子而非添加熱量的激光成像類型——觀察BECs。但即使這種方法也只能成功幾次而已，在獲得幾張成像后最終還是會(huì)毀壞冷凝物。

為了提高這種成像技術(shù)，哈希和他的同事建立了一個(gè)成熟的電腦模型，能夠刺激偏共振光和玻色-愛(ài)因斯坦冷凝物的怪異行為。這個(gè)模型揭示了由偏共振成像造成的前所未見(jiàn)的加熱效應(yīng)。