物理学家通过Bose-Einstein冷凝物引导单一的离子

时间：2022-05-01 11:58:04来源：

通过BEC（绿色）的带正电荷的离子（黄色）的轨迹只能在艺术上可视化。已经在研究所开发的离子显微镜承诺使未来直接可见的该路径，分辨率低于200纳米。

运输过程在自然界中普遍存在，但仍然提出了许多问题。斯图加特大学第5届物理研究所弗洛里亚Meinert周围的研究团队现已开发出一种新方法，使他们能够通过密集的超级原子云观察单个带电粒子。结果发表在着名的日志物理审查信中，并在随附的流行科学期刊物理学中受到主题。

Meinert的团队使用所谓的Bose Einstein凝结物（BEC）进行实验。这种异国情调的物质状态包括密集的超级原子云。通过复杂的激光刺激，研究人员在气体中产生单个rydberg原子。

在该巨大原子中，电子是远离核的一千倍，而不是在地面状态，因此只能非常弱到核心。采用专门设计的电场脉冲序列，研究人员将电子远离原子捕获。尽管拆卸电子的过程，以前的中性原子变成了一个带正电荷的离子，尽管拆卸电子的过程仍然静止。

在下一步中，研究人员使用精确的电场以受控方式将离子拉过于BEC中的致密原子云。离子在电场中拾取速度，与其他原子碰撞，向下减慢并通过电场再次加速。通过碰撞的加速度和减速之间的相互作用导致离子通过BEC的恒定运动。

“这种新方法使我们能够在第一次测量培养的Einstein冷凝物中单离子的移动性，”博士生，博士生在实验中。研究人员的下一个目标是在甚至更低的温度下观察单个离子和原子之间的碰撞，其中量子力学代替经典力学决定了过程。

“在未来，我们的新创建的模型系统 - 单个离子的运输 - 将更好地了解在许多身体系统中相关的更复杂的运输过程，例如，在某些固体或超导体中，“Meinert说。这些测量结果也是研究异国喹啉颗粒，所谓的极性子的方式的重要步骤，这可以通过原子和离子之间的相互作用而产生。

该研究所的邻近实验室已经适用于离子显微镜，允许直接观察原子和离子之间的碰撞。虽然电子显微镜使用带负电的粒子来产生图像，但这就是离子显微镜中发生的，带有带正电荷的离子。静电透镜在经典光学显微镜中相似与光线相似的离子。

参考：“浸入Bose-einstein凝聚液中的单个冷离子的运输”由T.Tieterle，M.Berngruber，C.Hölzl，R.Löw，K.Jogymski，T.Pfau和F. Meinert，1911年1月19日，物理评论字母.DOI：
10.1103 / physrevlett.126.033401

标签：离子/原子/电场/

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