物理學家首次創(chuàng)建了單個多原子分子的光鑷陣列

哈佛大學的物理學家團隊首次成功地將單個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)绾螌崿F(xiàn)這一壯舉以及其可能的用途。研究簡報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)，這反過來又促進了原子鐘等多種技術的發(fā)展。物理學家懷疑對分子做同樣的事情可以提供類似的結果，但由于涉及旋轉和振動等額外因素，這樣做已被證明是一項艱巨的挑戰(zhàn)。

在只有兩個原子的分子中已經(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。在這項新的努力中，研究小組找到了一種控制一種具有三個原子的分子——CaOH的方法。

為了控制單個分子，研究人員首先在冷卻至略低于 100 微開爾文的真空室中分離其中的幾個分子，然后使用光鑷(激光)陣列將它們分開，使團隊能夠?qū)⒕性趩蝹€分子上。這使他們能夠操縱分子進入量子基態(tài)。

一旦實現(xiàn)這一點，該團隊就設計了一種對單個分子進行成像的方法，證明了給定的鑷子被加載時不會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構之間的相互作用之間的干擾。

然后，研究人員迫使該分子進入所需的量子態(tài)，這使他們能夠控制其振動、旋轉和核自旋。然后他們再次對該分子進行成像，以更多地了解他們的操作結果。

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