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【资源】德国物理学家第一次利用光场捕获离子
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德国物理学家第一次利用光场捕获离子 最近德国马普量光研究所的物理学家Tobias Schaetz及其同事第一次利用激光捕获单个离子（24Mg+），这个成果可能开启量子系统的高级仿真之门。在过去，理论上捕获离子只能利用射频(RF)电磁场，而激光只能捕获中性粒子，如原子。这是因为RF场的电力只能作用于带电粒子，而作用在中性粒子上的力微乎其微。相反，激光场可以使中性粒子的偶极矩拉向激光束的中心，但其产生的光场很弱，而且离子对杂散电场很敏感，所以很容易从光场中逃逸出来。现在，Tobias Schaetz等人第一次从实验上利用激光捕获离子达到毫秒以上的时间，这项成果具有开创性的意义。 实验中Schaetz研究小组在RF场和强激光场叠加之前使RF势井中的24Mg+冷却，然后再缓慢减弱RF场直至到0，因此最后24Mg+只存在于激光场中，最终他们通过CCD观察到离子激发的荧光，表面已经成功地利用激光捕获到24Mg+。重复多次实验，他们计算得知离子的捕获时间约为1.8ms。他们表示：“光学偶极阱捕获离子的时间受限于光子的散射，所以可以通过一些人工技术对其进行改进。” 用光场捕获离子有利于量子系统的仿真研究，美国马里兰大学联合量子研究所的Lin Yu-Ju研究员说：“相对于RF场捕获离子，用光场捕获离子的最大优势是可以研究低能离子和中性粒子的碰撞过程，因为如果离子只是受RF场捕获，它们往往还有一个动能，而这限制了它们的最低碰撞能量。”英国牛津大学的量子物理学家Andrew Steane认为这是一项非常优秀的物理实验成果，他说：“虽然这是对之前一些实验和想法的延伸，但是利用光场捕获离子的想法将会使原子物理和量子力学的一些基础实验成为可能。” 相关信息 |
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