JILA 研究人員通過調(diào)整密集的原子量子氣體來制造擁擠的“費米海”來欺騙大自然,從而通過延遲??它們的正常返回到最低點,使原子保持高能狀態(tài)或激發(fā)狀態(tài)的時間比平時長約 10%。 -能量狀態(tài)。該技術可用于改進量子通信網(wǎng)絡和原子鐘。
量子系統(tǒng),例如在靜止狀態(tài)以上被激發(fā)的原子,通過在稱為光子的量子化部分中釋放光,自然地平靜或衰變。這種常見的過程在螢火蟲的發(fā)光和 LED 的發(fā)射中很明顯。衰變率可以通過改變環(huán)境或原子的內(nèi)部特性來設計。先前的研究已經(jīng)改變了電磁環(huán)境;新工作的重點是原子。
新的 JILA 方法依賴于稱為泡利不相容原理的量子世界規(guī)則,即相同的費米子(一類粒子)不能同時共享相同的量子態(tài)。因此,如果人群中有足夠多的費米子——形成費米海——一個受激的費米子可能無法像往常一樣拋出光子,因為它隨后需要反沖。這種后坐力可能會使它處于與其鄰居之一相同的量子運動狀態(tài),這是由于一種稱為泡利阻塞的機制而被禁止的。
11 月 19 日出版的《科學》雜志中描述了這一阻斷成果。JILA 由美國國家標準與技術研究院 (NIST) 和科羅拉多大學博爾德分校共同運營。
“泡利阻塞使用費米海組織良好的量子運動狀態(tài)來阻止想要衰變的原子的反沖,從而阻止自發(fā)衰變,”NIST/JILA 研究員 Jun Ye 說。“這是控制物質(zhì)屬性的一種深刻的量子效應,以前被認為是不可改變的。”
之前已經(jīng)提出了通過將原子嵌入費米海來設計原子激發(fā)態(tài)壽命的想法,但 JILA 小組與同一期《科學》雜志中描述的其他研究一起,是第一個真正做到這一點的人。這是第一次將原子的內(nèi)部輻射特性與其外部運動聯(lián)系起來。
JILA 團隊使用由數(shù)千個鍶原子組成的低能或簡并費米氣體進行了實驗。JILA 小組使用這些量子氣體來制造最新的原子鐘。在這些低溫費米氣體中,所有原子的屬性都被限制在特定值或量子化,并且原子通過保持對之間的最小距離來避免彼此。相比之下,普通氣體中的原子是隨機分布的,它們不會相互影響。
標簽:
免責聲明:本文由用戶上傳,如有侵權請聯(lián)系刪除!