求思:把原子藏起来?这大胆的想法 成功刷新原子低温纪录

作者:小菜 更新时间:2024-09-13 点击数:
简介:随着原子所能冷却的温度不断降低, 物理学家们已经突破了“多普勒冷却极限”,并且逐步逼近“亚多普勒冷却极限”。

要想进一步冷却原子,还要克服更多的问题。

比如,原子与激光光束之间的散射相互作用,以及自发辐射过程中光子的反冲效应,均有可能会导致原子处于随机行走状态,让原子很难彻底“安静”下来。

也就是说,这些好不容易冷却到近乎静止状态的原子,

【千问解读】

随着原子所能冷却的温度不断降低,物理学家们已经突破了“多普勒冷却极限”,并且逐步逼近“亚多普勒冷却极限”。

要想进一步冷却原子,还要克服更多的问题。

比如,原子与激光光束之间的散射相互作用,以及自发辐射过程中光子的反冲效应,均有可能会导致原子处于随机行走状态,让原子很难彻底“安静”下来。

也就是说,这些好不容易冷却到近乎静止状态的原子,会在光子的反冲作用下再次加热,从而达到“激光冷却-反冲加热”之间的动态热平衡。

那么,难道说原子所能达到的最低温度只能是“亚多普勒冷却极限”吗?

01一个大胆的想法:把原子“藏起来”

当然不是,物理学家们提出了一个大胆的想法:为何不将这些好不容易冷却下来的原子直接“藏起来”,从而避免与激光光束再次发生散射相互作用?这样一来,原子就有机会真正地“冷静”下来,而不会被光子的反冲作用再次加热了。

为了验证这个大胆的想法,物理学家们提出了“速度选择的相干布局囚禁(Velocity Selective Co1316.ccherent Population Trapping, VSCPT)”这种颇具创意的实验方案。

借助这种实验方案,物理学家们就可以让速度几乎为零的原子进入“暗态”,从1316世界之最而避免原子与激光光束发1316世界之最生散射相互作用,并且最终突破了“亚多普勒冷却极限”!

02 将原子藏在哪里?藏在“暗态”里

顾名思义,这里的“暗态”就是指原子处于某一个无法与激光相互作用的特定基态。

为了帮助各位读者更好地理解“原子是如何转移到‘暗态’的”这一过程,我们考虑一个最简单的

型三能级原子模型:

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图3三能级原子进行特定跃迁的示意图

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图4 三能级原子进行自发辐射的示意图

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图5 三能级原子最终转移到“暗态”的示意图

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03 刷新原子的低温纪录——突破“亚多普勒冷却极限”!

俗话说,只有想不到,没有做不到。

为了验证上述这种大胆想法,法国巴黎高等师范学院的克洛德科昂搭努吉研究小组在1988年提出了一种名为“速度选择性的相干布局囚禁”的实验方案,并且成功将氦原子(4He)进一步冷却到大约2微开尔文(即10-6 K)的超低温度。

作为对比,氦原子的“多普勒冷却极限”为23 1316世界之最微开尔文,而理论上氦原子的“亚多普勒冷却极限”约为4微开尔文。

也就是说,该研究小组刷新了当时氦原子冷却的低温纪录,这标志着物理学家们在实验上突破了“亚多普勒冷却极限”。

也许会有读者在思考,上述的“速度选择性的相干布局囚禁”实验方案,如何体现出所谓的“速度选择性”呢?

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图7 处于静止状态的氦原子跃迁示意图

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图8 处于运动状态的氦原子跃迁示意图

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在理论上,只要选择精1316.cc确地调节两束激光的频率等参数,就可以将原子冷却到平均速度很小的运动状态。

随着原子与激光的相互作用时间的延长,原子就有可能不断地降低温度直至绝对零度。

04 众望所归的荣誉——1997年诺贝尔物理学奖

对于执着探索低温极限的物理学家们而言,并不满足只将原子冷却到K量级。

他们希望将原子的低温极限进一步推到nK(纳开,即10-9 K )量级,从而进一步刷新原子冷却的低温记录。

于是在1995年,C Cohen-Tannoudji研究小组再次利用“速度选择性的相干布局囚禁”实验方案,首次成功将氦原子团的三维运动方向上的温度冷却至大约180 nK。

随后在1997年,该研究小组又提出了一种全新的温度测量方案,能够直接地测量经过冷却后的氦原子温度。

测量结果表明,采用“速度选择性的相干布局囚禁”方案冷却后的氦原子,其最低温度为大约5 nK。

正是凭借着探索原子冷却极限的突出贡献,法国物理学家C Cohen-Tannoudji也在1997年获得了诺贝尔物理学奖,并且获得了当年诺贝尔物理学奖1/3的奖金。

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图9 激光冷却技术方案的发展历程图

结语

综上所述,物理学家们凭借着丰富的想象力和精巧的实验方案,将原子的冷却极限从最初的mK量级降低至K量级,并且最终达到了nK量级的超级低温。

那么对于具有大量原子数目的原子系综,在低温状态下是否也会发生与宏观世界类似的“凝聚现象”呢?其实,这个科学猜想同样也被百年前的两位伟大的物理学家(阿尔伯特爱因斯坦和SN玻色)所讨论过呢。

City Walk是什么意思怎么理解?city walk是怎么火起来的?

  不知何时开始,“City walk”(又叫:城市漫游)成为了话题顶流,那么,City Walk是什么意思?如何理解这种新潮的旅行方式,city walk是怎么火起来的?下面就来聊一聊这个话题,希望可以帮助到大家。

  City Walk是什么意思?  百度百科上关于City Walk的介绍是:Citywalk,又名城市行走或城市漫游,是一种城市微旅游方式。

指在城市里或随意漫步或探寻一些特色的景观路线,也指在讲述员的带领下,按照规划好的路线行进,深度体验该城市的历史、人文、景观等非随意和无目的旅游。

它不同于走马观花拍照打卡式的旅游,也不同于街头闲逛,强调与城市深度交流,更接地气地认知城市,更真实地了解城市的历史与文化、变迁与创新。

  City Walk的由来  "city walk"最初起源于英国伦敦,指的是在讲述员的带领下,按照规划好的路线行进,重点在于对该城市的历史、人文、景观等方面的深度体验,类似于现在的跟团游行。

  而在中文互联网语境下,“city walk”这个词已然被赋予了一种更加浪漫、更加随性的含义。

它强调的是对城市的深度理解,倡导抛弃僵硬、重复的打卡旅游模式,选择随意地漫步在街道,用心去感受某座城市的文化风貌,收获一场自由而松弛的旅行体验。

  city walk是怎么火起来的?  1.轻松出游  与传统旅游相比city walk更加的舒适、自由,只要穿上一双好走的鞋,就可以怀揣着一颗对城市探索的好奇心启程出发,在路途中察觉自己未曾发现的美好,感受到随性、自由带来的快乐。

  2.感受文化  “city walk”能让你像当地人那样旅行,真正意义上地融入一座城市,用身体与心灵去体悟最地道的风情习俗,见证城市每一寸细胞的变迁。

  3.遇见惊喜  对于很多年轻人来说,人山人海的热门经典或许还比不上一家好吃的贝果咖啡。

叫上三五好友,亦或是独自出行,总而言之,你总是能够在某个的城市角落,邂逅一份独到的惊喜。

比如说,当你拐进一条其貌不扬的小巷子,会意外发现一家符合口味的创意小店,又或者是在公园石凳上休息的时候,一只可爱的小狗会开心的从你面前奔过。

  为什么大家都愿意成为walker?  随着生活节奏的加快,人们很难让自己“慢下来”,古人笔下“卧看云卷云舒”的生活,对我们而言根本就是奢望。

  传统的度假旅行,也越发被特种兵式打卡出行占领。

像city walk这种慢慢悠悠方式,可能会收获对这座城市的别样体验,还剩下不少奔波的钱,因为主要靠走路,不用非要跑到很远去网红地打卡。

  路途会看到大叔阿姨们载歌载舞,会听到自然里的风声,感觉全身心都在与自然连接,舒缓上班的紧张心情。

从内心感受城市的美好也真正能让人们达到放松的目的。

  City Walk的意义  Citywalk是一种体验城市的变革方式。

它包含了一个地方的本质和灵魂,使我们能够与周围环境建立真正的联系。

它为传统交通方式提供了一种可持续的替代方式,促进了与城市生活真正本质的重新连接。

通过Citywalk,我们解开隐藏的故事,沉浸在当地文化中,创造超越传统旅游局限的记忆。

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他是唐朝的皇太子,为什么将父亲软禁起来?

权力在古今都是不少人垂涎的东西,尤其是思想封闭的古代,想让某个人死,即使不叫人杀死他,也会有人代劳,从这展现出皇权的至高无上。

故而一扯上皇位,每个王朝皆有因为它而死的人,特别是在人们眼中的盛世大唐,正是太宗李世民起的好头,以至于后面的子弟,为夺位不惜杀害亲人,连他儿子也想效仿。

而在这一朝,也出了位不学好的皇太子,他便是,作为玄宗的长子,又是国家的储君,按理来说玄宗,便是他当皇帝,为何李亨要趁国乱世夺权? 说起李亨,就不得不了他父亲玄宗皇帝,也是人们口中的李隆基,年少有为长得还英武,父亲还是他发动政变拥立的,之后又与姑姑争权,结果在其中,李旦直接提前退休,把皇位让给儿子。

李隆基的确是个英明之主,年轻时携手大臣们,开创了有名的,使大唐的国力再上升一个层次,但他晚年开始昏聩,尤其重新,导致的爆发。

太子李亨便是在这场混乱中即位,他算比较得人心的。

因为当时安禄山的缘故,使得玄宗民心尽失,故而在李亨即位时,得到朝中大臣以及百姓的认可,并且他也参与平息战乱的事情中。

李亨一开始并非太子,当时东宫的主人是,后来李瑛被诬陷致死,导致储君位置空虚下来,玄宗找来相问,到底是立哪个儿子才好,李林甫极力的推荐,因为李瑁的母亲,便是的武惠妃,她也是因为争储的事,才选择把李瑛杀死。

玄宗虽然宠爱她,但考虑到了王朝的稳定。

同时也知道李林甫与走的近,于是把李亨立为新的储君,其实这个决定对于李亨来说,是幸运也是不幸,毕竟是个人都想当太子,但当了太子后,李亨便要面对许多政治敌人,首当其冲的便是武氏与李林甫,要知道李林甫可是朝中宰相,官职权力十分大,因此朝中出现两大派系,一以李林甫为首的反对官员,另一方便是太子党,那时太子党人员真是少的可怜。

在大臣与儿子互相针锋相对时,玄宗谁也不帮,任由他们发展下去。

其实他的想法很简单,就是不想看到哪一方的势力过大,李亨在长达八年的政治较量中,性格也发生一些改变,虽然李林甫暂时威胁不了自己,但他也害怕玄宗会随时废掉他。

李林甫在朝堂上利用职权,经常打压太子李亨,还把太子的盟友韦坚一并拉下马,此后李亨又遭受两次大案,两任妻子在之中死亡,他的精神也受到极大刺激,在玄宗安排下,李亨第三次娶妻,对方是为很有背景的女子,但李亨却再也放不下心。

751年,权相李林甫去世,自此李亨少了位强大的政治对手,但也不是什么好人,他因为杨玉环的关系入朝为官,什么才能也没有,就能当一个国家的宰相,李亨对他甚是厌恶。

安史之乱发生以后,李亨终于掌握政治主动权,当时长安被安史大军攻破,玄宗带人往四川跑,途中就发生了兵变。

这场兵变仔细看来,其中也有李亨的影子,玄宗还没跑出长安时,他就曾派人联络陈玄礼,两人密谋在路上杀死杨国忠。

他先是在军队中煽起将士的不满,把罪名全部往几个人头上按,杨国忠可没有兵权,所以根本反抗不了,杨家人在路上全部被杀死,另一方面李亨安排人把玄宗送去四川,自己趁机掌得军政大权,随即在灵武称帝,史称,并且把玄宗尊为太上皇。

之后李亨带领大军平息叛乱,大唐又恢复昔日和平。

当初李亨也是匆匆即位,但他可不会把皇位还回去,当年玄宗对他并不好,李林甫针对他时,玄宗只是在一旁冷眼观看,并没有去帮助他。

因此李亨对于这个父亲,自然也谈不上尊敬,收复长安后把让人把玄宗送回来,但不让他住进昔日寝宫,而是把玄宗安排在小偏殿里囚禁,不许任何人去看望他,直到玄宗驾崩。

李亨虽有篡位之举,但史学家给他评价还不错,因为那时所处的政治环境不同,故而即位时也得到多方支持,他是一位乱世太子,同时经历开元与安史之乱,又遭遇宰相后妃的打压,可以说过的十分艰难。

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