研究人員利用光創(chuàng)造出一維氣體 基因組分析表明黑色素對(duì)地衣尤為重要 分子模擬和超級(jí)計(jì)算為節(jié)能生物材料帶來(lái)啟示 研究人員使聲波只向一個(gè)方向傳播對(duì)電磁波技術(shù)有影響 抗體樣分子有望用于廣譜瘧疾治療 RNA 治療有望增強(qiáng)記憶力并減輕焦慮 新研究揭示大腦中引發(fā)自發(fā)行為的信號(hào) 研究報(bào)告稱使用鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑可改善不同類型的心力衰竭的療效 人工智能驅(qū)動(dòng)的工具可以改善重癥監(jiān)護(hù)患者的腦壓監(jiān)測(cè) 研究人員討論為什么孩子們比以往任何時(shí)候都更焦慮 創(chuàng)新計(jì)算方法產(chǎn)生新的癌癥靶點(diǎn) 腦部掃描顯示 正念冥想對(duì)緩解疼痛并非安慰劑 研究人員開發(fā)出檢測(cè)多巴胺的快速測(cè)試 自身免疫性疾病研究人員發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞因疲憊狀態(tài)而逃避治療 研究表明鹽水滴鼻劑可使幼兒感冒持續(xù)時(shí)間縮短兩天 什么人不適合吃阿膠固元膏(什么人不適合吃阿膠) 干檸檬泡水喝有什么好處?(干檸檬泡水喝有什么好處) 嗜酸性粒細(xì)胞百分比偏高是什么原因(嗜酸性粒細(xì)胞百分比偏高是怎么回事) 排卵期與排卵日的區(qū)別(排卵期和排卵日有啥區(qū)別) 胸廓出口綜合癥嚴(yán)重嗎(胸廓出口綜合征嚴(yán)重嗎) 骨穿有多痛(骨穿有多疼) 女性梅毒初期癥狀有哪些(女性梅毒初期癥狀) 吃辣牙齦腫痛怎么快速消腫(牙齦腫痛怎么快速消腫) 喝酒想吐怎么辦喝酒吐了(喝酒想吐怎么辦) 肝血管瘤吃什么中藥有調(diào)節(jié)作用?(肝血管瘤吃什么中藥) 一日三餐怎么吃才能瘦(一天只吃一頓飯會(huì)瘦嗎) 蛇咬傷的癥狀表現(xiàn)(蛇咬傷會(huì)有哪些癥狀表現(xiàn)) 首次夏爾西里全面系統(tǒng)科學(xué)考察完成 超越傳統(tǒng)病理學(xué) 無(wú)標(biāo)記組織學(xué)與人工智能相結(jié)合 利用新的細(xì)胞靶點(diǎn)打破肥胖與心房顫動(dòng)之間的聯(lián)系 晚期腎癌和膀胱癌的治療存在巨大差異 小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)高鈉血癥的反應(yīng):對(duì)大腦健康的新見解 基因篩查可提高先天性心臟病的檢測(cè)率 研究表明糖尿病藥物可以降低癡呆癥風(fēng)險(xiǎn) 輔助靜脈注射阿加曲班和依替巴肽均不能顯著改善缺血性中風(fēng)的結(jié)果 精是黃色的是怎么回事(精子黃怎么回事) 研究發(fā)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染與死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān) 剛懷孕同房了怎么補(bǔ)救(剛懷孕同房了怎么辦) 突然右腿發(fā)軟無(wú)力是怎么回事(右腿發(fā)軟無(wú)力是怎么回事) 吃什么補(bǔ)腎效果最快女性(吃什么補(bǔ)腎效果最快) 請(qǐng)問陰囊潮濕是怎么回事(陰囊潮濕是怎么回事) 肛門癢怎么回事女性(屁股癢怎么回事) 兩個(gè)月寶寶打了脊灰疫苗的不良反應(yīng)(脊灰疫苗的不良反應(yīng)) 什么是視網(wǎng)膜靜脈阻塞手術(shù)(什么是視網(wǎng)膜靜脈阻塞) 研究人員提倡采用組織工程方法緩解關(guān)節(jié)炎 老是打嗝啥原因引起的(老是打嗝有哪些原因) 卵巢癌晚期能活多久已經(jīng)擴(kuò)散(卵巢癌晚期可以活多久) 老公沒有射進(jìn)去會(huì)懷孕嗎(進(jìn)去但沒射會(huì)不會(huì)懷孕) 新研究發(fā)現(xiàn)胰島素和二甲雙胍組合有助于糖尿病足潰瘍愈合
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研究人員利用光創(chuàng)造出一維氣體

導(dǎo)讀 波恩大學(xué)和凱澤斯勞滕-蘭道大學(xué) (RPTU) 的物理學(xué)家利用光創(chuàng)造了一種一維氣體。這使他們能夠首次測(cè)試有關(guān)過渡到這種奇異物質(zhì)狀態(tài)的理論預(yù)...

波恩大學(xué)和凱澤斯勞滕-蘭道大學(xué) (RPTU) 的物理學(xué)家利用光創(chuàng)造了一種一維氣體。這使他們能夠首次測(cè)試有關(guān)過渡到這種奇異物質(zhì)狀態(tài)的理論預(yù)測(cè)。研究人員在實(shí)驗(yàn)中使用的方法可用于檢查量子效應(yīng)。結(jié)果已發(fā)表在《自然物理學(xué)》上。

想象一下,你站在游泳池邊,突然想到往里面灌更多的水。你抓起一根花園軟管,用它產(chǎn)生一股水流,水流以高弧度彎曲,落在游泳池表面。水流沖擊游泳池時(shí),水位會(huì)短暫上升,但水位變化很小,因?yàn)槁湎碌乃芸旆植荚谡麄€(gè)水域。

但是,如果你用水柱灌滿排水溝,效果就會(huì)有所不同。水柱會(huì)在你對(duì)準(zhǔn)軟管的位置形成水波。這是因?yàn)榕潘疁系谋诖_保水不會(huì)流過表面,而只能沿著排水溝的方向分布。排水溝越窄,波浪的振幅越大,因此它變得越“單一”。

波恩大學(xué)應(yīng)用物理研究所 (IAP) 的物理學(xué)家與 RPTU 的同事合作,目前研究了由輕粒子構(gòu)成的氣體是否也可以實(shí)現(xiàn)類似的維數(shù)效應(yīng)。

“為了制造這些類型的氣體,我們需要在密閉空間內(nèi)集中大量光子并同時(shí)冷卻它們,”IAP 的 Frank Vewinger 博士解釋道,他也是波恩大學(xué)跨學(xué)科研究領(lǐng)域“物質(zhì)”的成員。

微觀小溝

在他們的實(shí)驗(yàn)中,研究人員在一個(gè)微型容器中裝滿染料溶液,并用激光激發(fā)它。產(chǎn)生的光子在容器的反射壁之間來(lái)回反射。每當(dāng)它們與染料分子碰撞時(shí),它們就會(huì)冷卻,直到最終凝結(jié)成光子氣體。

通過修改反射表面的表面,可以影響氣體的維度。IAP 的研究人員與 RPTU 的 Georg von Freymann 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合作開展了這項(xiàng)研究。采用了一種高分辨率結(jié)構(gòu)化方法,以便將其應(yīng)用于該實(shí)驗(yàn)的光子容器的反射表面。

“我們能夠在反射表面上涂上透明聚合物,從而形成微觀的突起,”RPTU 的 Julian Schulz 解釋道。“這些突起使我們能夠在一維或二維空間中捕獲光子,并將它們凝聚起來(lái)。”

“這些聚合物的作用就像一種排水溝,只不過是用來(lái)通光的,”這項(xiàng)研究的首席作者 Kirankumar Karkihalli Umesh 說。“排水溝越窄,氣體的行為就越單一。”

熱波動(dòng)影響凝結(jié)點(diǎn)

在二維空間中,凝結(jié)發(fā)生的溫度有一個(gè)精確的極限——類似于水在零攝氏度時(shí)結(jié)冰的過程。物理學(xué)家稱之為相變。“然而,當(dāng)我們創(chuàng)造一維氣體而不是二維氣體時(shí),情況會(huì)有所不同,”Vewinger 說。

“所謂的熱波動(dòng)發(fā)生在光子氣體中,但它們?cè)诙S空間中非常小,因此不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際影響。然而,在一維空間中,這些波動(dòng)可以——形象地說——產(chǎn)生巨大的波瀾。”

這些波動(dòng)破壞了一維系統(tǒng)的秩序,使得氣體內(nèi)不同區(qū)域的行為不再相同。結(jié)果,在二維中仍精確定義的相變隨著系統(tǒng)變得越發(fā)一維化而變得越來(lái)越“模糊”。

然而,其性質(zhì)仍然受量子物理控制,就像二維氣體一樣,這類氣體被稱為簡(jiǎn)并量子氣體。就好像水在低溫下會(huì)變成冰水,但在冷卻時(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)完全結(jié)冰。

“我們現(xiàn)在首次能夠研究從二維到一維光子氣體的轉(zhuǎn)變過程中的這種行為,”Vewinger 解釋道。

研究小組已經(jīng)證明,一維光子氣體實(shí)際上沒有精確的凝結(jié)點(diǎn)。通過對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行微小改變,現(xiàn)在可以詳細(xì)研究在不同維度之間轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。

目前這仍被視為基礎(chǔ)研究,但它有可能為量子光學(xué)效應(yīng)開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。

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