科学家首次证明并实验制造出量子回旋镖效应

近日，研究人员首次成功证明了一种被称为量子回旋镖效应的量子奇异现象。当成千上万的锂原子被冷却到接近绝对零度时，就会表现出一种类似回旋镖、奇异的量子效应。

图片来自加州大学圣巴巴拉分校Weld实验室

美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)物理学家David Weld和同事在一个真空密封的小盒子里，将数十万个锂原子冷却到接近绝对零度（约为零下273.15摄氏度）。Weld实验室小组(Weld Lab)是UCSB物理系的一个超冷原子物理实验小组，其主要利用锂和锶原子的量子简并气体(QDG)来探索各种量子力学现象。

前述团队用激光将锂原子排列成一条直线，并使它们保持在一个特定的量子态，希望以此揭示量子回旋镖效应。研究人员随后使用激光推动锂原子，使其从零平均动量变成了正平均动量。如果相同的变化发生在一个球上，球会滚走。但由于量子回旋镖效应的存在，团队发现锂原子的平均动量很快回到了零。

最初有理论物理学家提出，前述回旋镖效应可能发生在电子移动于充满尘埃颗粒的晶体内部时，但这很难证明和研究。Weld实验室小组避开了这一难题，转而专注研究可用激光精确操纵的超冷原子，并在近期举办于佛罗里达州奥兰多的美国物理学会原子、分子和光学物理(DAMOP)会议上介绍了这项新实验。

Weld表示，下一个研究目标是确定当超冷原子相互作用非常强烈时，是否还会发生这类量子回旋镖效应的现象。通过对量子回旋镖效应的进一步研究，可能有助于揭示量子物理学领域的新奥秘。