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-愛因斯坦冷凝物的超級寒冷、超級平靜的氣體。雖然科學(xué)家們之前都能夠一瞥這罕見的氣體,但拍攝一張玻色-愛因斯坦冷凝物(BEC)(它是以愛因斯坦和印度理論學(xué)家薩特延德拉·納特·玻色為名)往往會毀壞它,因為它添加了來自光的額外能量。“對單個光子的吸收足以破壞它,”研究首席作者、英國諾丁漢大學(xué)的物理學(xué)家邁克爾·哈希這樣說道。
通過創(chuàng)造一個新的電腦模型,研究人員找了一種以另一種路線傳輸熱并保持BECs冷卻——即使在長時間的成像過程中——的方式。原則上來說,這種方法“可以實現(xiàn)BEC模糊的成像,在此期間我們能夠直接的觀測BEC甚至利用反饋對它進行控制?!?哈希說道?!澳軌虍?dāng)場研究一個接近絕對零度的量子物體真是令人非常興奮。”玻色-愛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。粒子緩慢移動的本質(zhì)意味著科學(xué)家們能夠通過研究玻色-愛因斯坦冷凝物,輕松的追蹤并研究原子過程。
在過去的十多年間,物理學(xué)家利用偏共振光子——一種會將自身能量發(fā)散以遠離超級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成熟的電腦模型,能夠刺激偏共振光和玻色-愛因斯坦冷凝物的怪異行為。這個模型揭示了由偏共振成像造成的前所未見的加熱效應(yīng)。