量子迴旋鏢效應是量子奇異現象,當成千上萬的鋰原子被冷卻到接近絕對零度時,就會表現出一種類似迴旋鏢、奇異的量子效應。
研究過程
將數十萬個鋰原子冷卻到接近絕對零度(約為零下273.15攝氏度)。Weld實驗室小組(Weld Lab)是UCSB物理系的一個超冷原子物理實驗小組,其主要利用鋰和鍶原子的量子簡併氣體(QDG)來探索各種量子力學現象。前述團隊用雷射將鋰原子排列成一條直線,並使它們保持在一個特定的量子態,希望以此揭示量子迴旋鏢效應。研究人員隨後使用雷射推動鋰原子,使其從零平均動量變成了正平均動量。如果相同的變化發生在一個球上,球會滾走。但由於量子迴旋鏢效應的存在,團隊發現鋰原子的平均動量很快回到了零。
最初有理論物理學家提出,前述迴旋鏢效應可能發生在電子移動於充滿塵埃顆粒的晶體內部時,但這很難證明和研究。Weld實驗室小組避開了這一難題,轉而專注研究可用雷射精確操縱的超冷原子,並在近期舉辦於佛羅里達州奧蘭多的美國物理學會原子、分子和光學物理(DAMOP)會議上介紹了這項新實驗。
Weld表示,下一個研究目標是確定當超冷原子相互作用非常強烈時,是否還會發生這類量子迴旋鏢效應的現象。通過對量子迴旋鏢效應的進一步研究,可能有助於揭示量子物理學領域的新奧秘。