激光冷却三原子分子至超低温

所含三个原子的分子第一次被激光加热到超低温。这是由美国哈佛大学的JohnDoyle和同事们所已完成的，他们用于了一种取名为Sisyphus的加热技术，加热约一百万个氢氧化锶分子至750μK。该团队回应，这项工作为一系列应用于修筑了道路，还包括量子仿真和精密测量。

在加热过程中摄入的羟基锶分子图像。分子密度最低的红色光斑直径约为4mm用激光将原子气体加热到超低温，最先经常出现在20世纪70年代后期，彻底改变了物质量子态的研究。

1995年在实验室生产了首例Bose-Einstein冷凝物，2003年生产了第一个Fermi–Dirac冷凝物是这一技术的两个最重要里程碑。该技术依赖光子装载少量动量的事实，并且在某些条件下，原子重吸收和再行升空光子可以增加其随机运动并因此减少其温度。维度分子的转动和振动维度让分子（而不是原子）激光加热变得复杂，这影响了它们吸取和升空光子。因此，光子的吸取和升空可以使分子转入仍然参予加热过程的“黑暗状态”。

尽管不存在诸多挑战，耶鲁大学的DavidDeMille和同事们在2014年仍设法用激光加热氟化锶双原子分子。在这项近期的工作中，哈佛大学的JohnDoyle及其同事现在早已加热了三原子羟基锶分子，该方法是以希腊英雄Sisyphus命名的，Sisyphus不得不将一块巨石推向山顶，只为它再行滚下去，然后往往复复这项工作直到总有一天。Sisyphus加热过程就是分子通过“爬上”由激光驻波产生的势能山而损失动能的过程。当它们自发性地光子仍然与光相互作用的状态时，原子超过“峰值”。

在这一点上，另加磁场使原子返回完整状态——打算再度飞行高度。这个过程反复了很多次，每次循环都会减少原子的动能，从而增加它们的随机运动和温度。较慢加热Doyle团队取得成功的关键在于，加热过程是在100μs内较慢构建的，只牵涉到大约200个光子与每个分子相互作用。

这个速度是至关重要的，因为分子在加热完结之前不太可能转入黑暗状态。Doyle和同事写到，他们的技术也可用作加热更大和更加简单的基于锶的多原子分子，例如用甲基替换氢氧化物。

如果该技术可以更进一步扩展到手性分子，也可以用作研究为什么一些生物过程不利于右旋或左旋分子。

本文来源：开云体育官网下载-www.uedtu.com