物理學(xué)家利用基本的原子特性使物質(zhì)“隱形”
一項新的研究證實,當(dāng)原子被冷卻并被“擠壓”到極致時,它們散射光的能力會被抑制。一個原子的電子被安排在能量殼中。就像競技場上的觀眾一樣,每個電子都占據(jù)著一張椅子,如果它的所有椅子都被占據(jù),就不能降到較低的層級。原子物理學(xué)的這一基本屬性被稱為泡利不相容原理(Pauli exclusion principle),它解釋了原子的殼結(jié)構(gòu)、元素周期表的多樣性以及物質(zhì)宇宙的穩(wěn)定性,F(xiàn)在,麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家們以一種全新的方式觀察到了泡利不相容原理(又稱泡利原理)。 通常情況下,當(dāng)光子穿透原子云時,光子和原子可以像臺球一樣相互撞擊,向各個方向散射光線,從而使原子云可見。然而,麻省理工學(xué)院的研究小組觀察到,當(dāng)原子被過冷和超擠壓時,泡利原理開始發(fā)揮作用,粒子有效地減少了散射光的空間。光子反而流過,沒有被散射。 ![]() 在他們的實驗中,物理學(xué)家們在一團鋰原子中觀察到了這種效應(yīng)。當(dāng)它們被變得更冷和更密集時,原子散射的光更少,并逐漸變得更暗。研究人員懷疑,如果他們能夠?qū)l件進一步推高,達到絕對零度的溫度,這團云將變得完全不可見。 周二在《科學(xué)》雜志上報道的研究小組的結(jié)果,代表了首次觀察到保利阻斷對原子光散射的影響。這種效應(yīng)在30年前就被預(yù)測了,但直到現(xiàn)在才被觀察到。 麻省理工學(xué)院約翰-D-阿瑟物理學(xué)教授Wolfgang Ketterle說:“一般來說,泡利不相容已經(jīng)被證實,而且對于我們周圍世界的穩(wěn)定性絕對是至關(guān)重要的。我們所觀察到的是保利阻斷的一種非常特殊和簡單的形式,即它阻止一個原子做所有原子自然會做的事情:散射光。這是第一次明確觀察到這種效應(yīng)的存在,它顯示了物理學(xué)中的一個新現(xiàn)象。” ![]() |