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美首次成功研制能产生与收集超冷极化分子装置 |
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| 美首次成功研制能产生与收集超冷极化分子装置 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2009-5-27 15:51:31  |
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美国罗切斯特大学科学家将原子冷却器和分子陷阱相结合，首次成功研制出能够产生与收集大量超冷极化分子装置。科学家相信，丰富的超冷极化分子供应将有助于人们制造出人造晶体和稳定的量子计算机。
产生和存放超冷极化分子新装置的设计者为罗切斯特大学物理学博士生简·克雷内特，他在其导师尼古拉斯·比格娄的指导下完成了研制工作。新装置简化了获得超冷极化分子的过程，同时有能力捕获更多的超冷极化分子。
该装置是细线静电陷阱（TWIST）和光学磁发电机原子陷阱（MOT）两者的结合体。克雷内特采用MOT的激光去掉原子能量，并对其进行冷却处理，然后迫使冷却的原子组成极化分子，并迅速将极化分子用TWIST存放起来。这种方法看似与传统方法无异，但它的独特之处在于极化分子能够产生电场的钨丝环，这是构成TWIST的主要部分。电场对冷却的原子不起任何作用，但当原子通过光缔合过程组合成两极分别带有正电和负电的极化分子后，却会受到电场影响。
钨丝环产生成梯度的电场，基于量子特性，极化分子将沿电场梯度运动并聚集在电场的中心部位，从而实现在TWIST收集和保存极化分子的同时让其他原子和分子逃离的目的。TWIST成功的秘诀是环状钨丝宽度的精确度，它既能承受钨丝环产生的静电力，又不影响MOT激光的制冷过程。通过数月的实践和修正，克雷内特发现钨丝宽度与头发相当时最为理想。
克雷内特表示，过去获得超冷极化分子的过程十分复杂，世界上只有4个实验室具有收获这种分子的能力，且产量十分有限。有了大量的超冷极化分子，计算机研究人员就有了研发量子计算机的新工具。其原因是，同其他原子粒子相比，这些强极化分子在更远的距离仍具有相互作用的能力，同时粒子间相互作用越强，量子计算机在某些运行方面就越快。
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