利用光镊阵列激光冷却分子观察基态碰撞

尉迟群振
导读 来自哈佛大学和麻省理工学院的一组研究人员发现,他们可以使用光镊阵列的激光来冷却分子,以观察各种分子之间的基态碰撞。在他们发表在《科

来自哈佛大学和麻省理工学院的一组研究人员发现,他们可以使用光镊阵列的激光来冷却分子,以观察各种分子之间的基态碰撞。在他们发表在《科学》杂志上的论文中,该小组描述了他们在光镊捕获的冷却氟化钙分子上的工作,以及他们从实验中学到的东西。与天普大学合作的Svetlana Kotochigova在同一期杂志上发表了一篇观点文章,概述了这项工作——为了更好地理解分子,她还概述了光镊阵列的工作。

正如Kotochigova指出的,20世纪70年代光镊的发展导致了开创性的科学,因为它允许以前所未有的细节研究原子和分子。他们的工作包括在研究过程中使用激光产生一种可以固定微小物体的力。最近一段时间,光镊已经成熟——它们现在可以用来操纵分子阵列,这使得研究人员可以看到它们在非常可控的条件下相互作用时会发生什么。研究人员指出,这些阵列通常会被冷却,以便在研究分子时将它们的活性保持在最低水平。在这项新的研究中,研究人员选择研究冷却的氟化钙分子阵列,因为它们具有团队描述的近对角线Franck-Condon因子,这意味着可以通过向它们发射激光来电子激发它们,然后在发射后返回初始状态。

在他们的工作中,研究人员通过将单一光束衍射成许多更小的光束来创建镊子阵列,每个光束都可以重新排列以适应他们的实时目的。在初始状态,未知数量的分子被困在阵列中。然后,研究小组使用光来迫使分子之间发生碰撞,将其中一些分子推出阵列,直到它们在每个镊子中达到所需的数量。他们报告说,在只有两个分子存在的情况下,他们能够观察到自然的超级碰撞——这样他们就可以清楚地看到这个动作。

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