哈佛大學(xué)的物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次成功地將單個(gè)多原子分子捕獲在光鑷陣列中。在《自然》雜志上發(fā)表的論文中，該小組描述了他們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)這一壯舉以及其可能的用途。研究簡(jiǎn)報(bào)還在同一期期刊上介紹了他們的工作。
將原子冷卻到極冷的溫度可以控制它們的能量狀態(tài)，這反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了原子鐘等多種技術(shù)的發(fā)展。物理學(xué)家懷疑對(duì)分子做同樣的事情可以提供類似的結(jié)果，但由于涉及旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)等額外因素，這樣做已被證明是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。
在只有兩個(gè)原子的分子中已經(jīng)取得了一些成功，但在具有更多原子的分子中卻遇到了麻煩。在這項(xiàng)新的努力中，研究小組找到了一種控制一種具有三個(gè)原子的分子——CaOH的方法。
為了控制單個(gè)分子，研究人員首先在冷卻至略低于 100 微開(kāi)爾文的真空室中分離其中的幾個(gè)分子，然后使用光鑷(激光)陣列將它們分開(kāi)，使團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⒕性趩蝹€(gè)分子上。這使他們能夠操縱分子進(jìn)入量子基態(tài)。
一旦實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)就設(shè)計(jì)了一種對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行成像的方法，證明了給定的鑷子被加載時(shí)不會(huì)破壞他們正在研究的分子。這樣做涉及使用額外的激光器，盡管研究小組發(fā)現(xiàn)他們必須以特定的方式調(diào)整它們，以減輕激光束與分子結(jié)構(gòu)之間的相互作用之間的干擾。
然后，研究人員迫使該分子進(jìn)入所需的量子態(tài)，這使他們能夠控制其振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和核自旋。然后他們?cè)俅螌?duì)該分子進(jìn)行成像，以更多地了解他們的操作結(jié)果。
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