利用激光冷却原子

如果能将原子冷却到接近绝对零度,那么也就能将不与其他原子结合的自由原子封闭在有限空间.这将大大推进以往难以进行的一系列课题的研究,如种种量子效应、缓慢的化学反应以及长寿命的原子状态等.以美国国家标准局(NationalBureau of Standards,简称NBS)为中心的两个研究小组各自采用不同的方法成功地将钠原子冷却到前所未有的低温.所用的方法,基本     

超冷原子及其应用──1997年诺贝尔物理奖获奖工作简介

瑞典皇家科学院宣布1997年诺贝尔物理奖授予美国斯坦福大学朱棣文教授、法国巴黎高等师范学院克洛德·科昂一搭努吉教授和美国国家标准与技术研究所威廉·菲利普斯博士，奖励他们在激光冷却和捕获气体原子研究方面所作出的突出贡献。上海光机所从1979年就开始激光冷却和捕获气体原子的研究，我本人也与这三位获奖人有较多的联系，以下我想就结合自己对这一工作的认识简单地介绍一下今年的诺贝尔物理奖获奖工作。激光冷却气体原子是近十多年来发展非常迅速的研究领域。激光冷却的概念是由美国斯坦福大学的肖洛、汉斯等人于1975年提出的，其物…     

“原子激光器”初次登台亮相——玻色凝聚滴在原子阱内外场呈相干性

据Physics Today报道,美国麻省理工学院的W.凯特勒与他的合作者最近演示了“原子激光”实验他们在磁性原子阱内通过蒸发冷却把其中的钠原子云极度降温,使之成为玻色-爱因斯坦凝聚滴(BEC).     

利用“交流斯塔克效应”实现激光冷却气体原子

激光冷却和捕陷气体原于是激光光谱学中极为重要的新课题。本文提出利用光频移效应实现激光辐射冷却气体原子的建议。光照射原子可引起能级移动,这个现象称为光频移效应或交流斯塔克效应。实验证明,在激光照射下,光频移可达数千兆赫芝,并且能级移动是准瞬时的。用一个具有三能级系统的原子为例来说明这个建议。用一个强脉冲激光照射原子,激光频率ν_((?)2)接近两激发态的共振频率。在激光场的作用下中间能级将向下移动△E_(?),从微扰理论给出能级的移动为:     

科学研究的核心是创新—关于中国诺贝尔奖的思考

１９９７年度诺贝尔物理奖授予了在激光冷却气体原子研究工作中做出突出贡献的３位科学家，这件事对我国科技界震动很大。有几位与我同行的专家教授几次在学术会议上说“王育竹提出的激光冷却气体原子的物理思想与现在使用的机制是一致的。”有位教授激动的说：“王育竹距诺贝尔奖只差一步！……” 当然，事实并非如此，但不少人都关心过这件事，因此，我想谈谈诺贝尔奖的问题。首先，需要说明我不认为我能得诺贝尔奖，也不认为自己有这么高的造诣。但作为我在中国现实环境中所经历过的一段重要过程，应该总结一下经验，供年轻人参考或许还…     

首次捕获单个原子

<正>近日,新西兰研究人员首次捕获到单个原子并让其发生受控反应,他们观察到了前所未见的原子间相互作用的情景。在最新研究中,研究人员在烤面包机大小的超真空室内,用高聚焦激光束,将3个原子分别俘获并冷却至百万分之一开尔文(约为零下273.15℃,接近绝对零度)。随后,他们让这些捕获的原子结合在一起,并测     

原子干涉

物理学家熟知光波、电子或中子之间的干涉。现在有四个研究组已证明整个原子的干涉。这些实验证明了所有物质既是波又是粒子的概念。原子间的干涉可用作一种极精密的测量技术。一些开发工作已使原子干涉测量术具有实用可能性。一种是用激光束冷却原子达到极低温并使其衍射来控制原子的运动的新方法;另一种是Paris-Nord大学的观侧结果,即利用激光基本上可引起原子干涉。     

搜寻冷凝原子的道路

1995年的一天,美国国家标准局的几个官员来到科罗拉多大学博多分校。他们来检查一个政府资助的物理学项目——寻求冷凝原子。早在1924年,印度裔物理学家玻色和著名科学家爱因斯坦曾提出过一种假设:如果原子在极低温度下冷却,这时原子能聚集在一起,它们的能量能达到最低。这种凝聚物中所有的原子都有了统一的波长和频率。后来人们把这种物质称做     

“使原子齐声歌唱”——2001年度诺贝尔物理学奖揭晓

冷却原子技术的获奖,使得２００１年度诺贝尔物理学奖格外引人注目。受聘于美国麻省理工学院(ＭＩＴ)的德国科学家沃尔夫冈·科特勒(ＷｏｌｆｇａｎｇＫｅｔ－     

激光致冷技术的新发展——1997年诺贝尔物理学奖

1997年10月15日瑞典皇家科学院宣布,1997年诺贝尔物理学奖将授予美国加利福尼亚州斯坦福大学的美籍华裔物理学家朱棣文教授,美国马里兰州的国家标准与技术研究所的威廉·菲利普斯博士和法国高等师范大学的克洛德·科昂-塔努吉教授,以表彰他们在利用激光冷却和捕获原子方面所做出的贡献。 获奖的3位物理学家曾在80年代后期发明并逐步改进了通过激光束来使气体达到接近绝对零度的方法,成功地利用激光所造成的原子“陷阱”限制了气体原子的无序运动,为人类精确研究单个原子及其内部结构创造了条件。     

被嘲笑者赢得诺贝尔奖

<正>结晶材料一般由晶胞(晶胞是指构成晶格的最基本几何单元。晶格是指晶体内部原子排列的具体形式。请参见文末名词解释)组成。晶体中的原子排列模式具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现。这种晶体结构使得石墨成为一种很好的润滑剂。1982年4月8日早晨,在美国工作的以色列工学院科学家丹尼尔·舍特曼在观察一种迅速冷却的金属     

环球变温导致大气层收缩

据英国科学家最近报告，天空实际上正在下降。因为根据雷达测量显示，自1958年以来，上层大气层已经缩小了许多，这一状况刚好应验了温室气体能使环球变温的理论预测。大气物理学家利用安装在福克兰群岛上的雷达沿南极沿岸监测距大气层上层85公里处的热大气层，结果发现，在热大气层中的原子非常稀少，因此天空被浑然形成为没有缝隙的空间。根据计算机气候模型实验显示，由于二氧化碳及其它污染物将热量截获在地球的下层大气层中，中层和上层大气层中则相反地被冷却下来。这些简单的模型预测，热大气层将会冷却50℃，是由于大气层中双倍的二…     

反常原子

随着粒子物理学、激光光谱学与基于加速器的原子物理学的发展,在实验上已相继发现了里德伯原子、电子偶素与μ子素、μ子原子与强子原子,以及最近才产生的反氢原子等一系列的反常原子.通过对这些反常原子的理论与实验研究,极大地丰富了人类的知识宝库.本文综述了这些反常原子的产生(或发现)过程,它们所具有的独特性质、应用及其在科学上的重大意义.     

《塞尔达传说：王国之泪》如何解释宇宙再电离

<正>早期宇宙的黑暗深处与《塞尔达传说：王国之泪》有什么共同点？答案远超你的想象。当我们所知的宇宙从炽热的大爆炸中诞生时，它充满了各种各样的高能粒子、反粒子和辐射量子：这就是宇宙的原始汤。随着时间的推移，它膨胀又冷却，最终冷却到足以产生稳定的中性原子，这时，时间已过去了几十万年。尽管在这段宇宙历史的前1亿年至前1.5亿年内很可能形成了最早的恒星和星系，但在长达5.5亿年内，宇宙在很大程度上仍然是黑暗、对光不透明的，这是因为早些时候形成的中性原子极其擅长阻挡光的光学波长。只有通过渐进、缓慢的宇宙再电离过程，宇宙才变得对光透明。     

有序化几率和扩散系数之间的关系

<正> 在代位固溶体有序化微观过程中,原子的移动依靠空穴作为媒介。因为有了空穴,原子才可以从一个位置移到另一位置.这和点阵结点上的原子扩散的机构相似,在结点位置上的原子的扩散也是依靠空穴作为媒介的。由于空穴的迁移引起原子的迁移,因此我们希望有序化的几率和扩散系数之间存在着某些联系关系。我们曾将有序化激活能和扩散激活能比较,     

宇宙的归宿

许多科学家相信,宇宙形成于一次巨大的爆炸。当从这次爆炸中释放出的能扩散时,它就冷却化为各种物质,成为恒星、行星等。一般认为,作为组成世间万物的基本物质,原子是不会消失的,因为一旦它们消失,地球乃至整个宇宙将不复存在。但有很多科学家相信构成原子的基本颗粒——质子确实会消失,它们会爆炸成为更轻的微粒,转变为能。质子若以这样的方式衰变,就意味着在遥远的将来宇宙间的万物都将化为乌有,仅仅只有能存在。换句话说,宇宙有一个末日。     

能观测原子特征的混合型显微镜

美国威斯康星大学的工程师已发明一种新型的显微镜。这种显微镜结合现今检验固体结构的技术,用标准光谱技术可能观测材料中的原子或一次观察物体一个微小部分,并建立一个彩色编码的图象,以表明存在那种原子及其精确的位置。这种显微镜可望用于观察诸如半导体或活细胞的物体上原子的分布。它不但能告诉物体表面上有那些原子,而且能告诉与这些原子键合的那些原子。     

硅烯表面的氢吸附

硅烯是类似于石墨烯的单原子层硅薄膜.作为硅的一种新型同素异形体,其拥有奇特的狄拉克电子态,可带来新奇的物理性质,近年来引起人们的广泛关注.由于硅烯中硅原子的化学键未饱和,可以用来吸附外来原子,从而实现对硅烯的化学修饰以及电子态的调控.本文主要介绍了不同原子在硅烯上吸附的一些理论进展,以及最近在实验上对Ag(111)上的单层硅烯进行氢化的重要研究结果.     

激光束使原子跃迁

表面特性在很多材料应用中是十分重要的。表层原子的排列通常与体中的不同,它可以影响表面吸附其他物质原子的方式。美国宾夕法尼亚大学的研究人员最近已直接观测到铂表面上原子的重排方式。他们用激光束短脉冲加热表面,用场致离子显微镜观察铂样品表层原子的排列。该项研究工作要在呈尖端形的样品周围     

原子和平

“原子构成了分子,分子构成了物质……”老师在讲台上唾沫横飞地说教,“人体中就有许多的原子……”