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蝴蝶型里德堡分子首次露“真容”

蝴蝶型里德堡分子首次露“真容”

  美国《科学》杂志网站近日消息称,在理论问世14年后,科学家终于首次观测到蝴蝶型里德堡分子。这是该类分子存在的第一个明确证据,在验证了整套理论的基础上,还将于分子级电子器件研发中发挥巨大作用。

  与基态原子相比,里德堡原子具有原子半径和电偶极矩大、能量间隔小、极易受到外场操控等“稀有品质”,一直是原子与分子物理领域中非常热门的研究对象。而当另一个处于基态的原子,通过一种加长型的电子云相互作用结合到这个里德堡原子上后,就形成了一个化学键超长的里德堡分子。它不仅囊括了里德堡原子的特性,还有丰富的分子振动能级,因而可以在量子信息存储、处理及量子计算等方面展现非凡的价值和潜力。

  早在2002年,普渡大学天文物理学家克里斯·格林尼就预言可能存在一种里德堡分子,其电子云排布成蝴蝶形。而直到近日,格林尼团队与德国凯泽斯劳滕大学合作,终于成功证明了蝴蝶型里德堡分子的存在。

  实验中,研究人员将铷气体冷却至100nK(纳开尔文)的温度,这只比绝对零度高百万分之一摄氏度。再使用激光推动铷原子中的电子激发到超高能级,进而创建了一个里德堡原子。随后调整激光频率,使这个被激发的里德堡原子正好捕获到处在合适位置上的另一个原子,而这一步骤正依赖于他们之前的理论预测。

  此外,他们还通过里德堡分子吸收的光的频率变化,检测到两个原子之间的结合能。团队将继续测试腾讯分分彩是否可以有多个原子结合成里德堡分子。

  新出现的分子具有巨大的电偶极矩,因此能轻易地通过弱电场来操控,比移腾讯分分彩动常见的双原子分子所需的电场要小100倍,这一点将被充分应用于分子级电子工业或机器的开发。