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激光冷卻原子能造出強(qiáng)相互作用的量子觸點(diǎn)

瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家合作，用量子冷卻壓縮的方法，將兩種物質(zhì)通過奇特的量子力學(xué)性質(zhì)連接在一起。這一成果為深入理解量子物理學(xué)，制造出未來量子電路設(shè)備開辟了新途徑。

近日，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在蒂爾曼·埃斯林格和吉恩·布蘭圖特帶領(lǐng)下，他們先用激光束捕獲原子，隔離所有外界干擾，激光束將原子制冷到極低溫度，產(chǎn)生了潔凈的、具有量子力學(xué)性質(zhì)的冷原子超導(dǎo)體；隨后研究人員將兩個(gè)冷原子云超導(dǎo)體通過一個(gè)量子觸點(diǎn)，以約瑟夫森結(jié)的形式連接起來，使其在強(qiáng)相互作用下結(jié)合在一起，并在超導(dǎo)體之間實(shí)現(xiàn)了超冷原子的高效傳輸。

負(fù)責(zé)研究理論部分的日內(nèi)瓦大學(xué)科學(xué)學(xué)院教授謝瑞·伽瑪奇解釋說，一般情況下粒子間的相互作用很弱，而在冷原子超導(dǎo)體內(nèi)，粒子間相互作用非常強(qiáng)。通過冷卻帶來的強(qiáng)相互作用效應(yīng)，就像水結(jié)成了冰：基本系統(tǒng)還和原來一樣，但冷卻后效果卻截然不同。伽瑪奇說：“通過這種新的量子連接方式，我們能揭示這些超導(dǎo)量子系統(tǒng)中的新效應(yīng)。這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性突破，讓超冷原子利用量子物理原理產(chǎn)生新的特性。”

研究人員指出，要想在量子材料之間生成潔凈的結(jié)點(diǎn)非常困難?，F(xiàn)在他們已能生成強(qiáng)相互作用的量子觸點(diǎn)，將量子材料連接在一起，最終能造出用于日常生活的新材料。這一成果是理解超冷原子傳輸?shù)年P(guān)鍵一步，有助于進(jìn)一步研究超導(dǎo)及其他量子互連材料，用在計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備、晶體管中形成電子線路，為更高效的信息處理開辟新途徑。