【第一次測量原子的范德華力】

明道

【第一次測量原子的范德華力】

 

感受到力

在法國科學家們第一次，使兩個原子之間的范德華力直接測量。

他們通過與鐳射捕獲兩個裡德伯原子，然後將它們分開的距離的函數作為測量力做到這一點。

兩個原子相干的量子態中，研究者們相信他們的系統可用於創建量子邏輯門或要執行的凝聚態系統的量子類比。

原子、 分子和曲面之間的范德華力是日常生活的一部分，在許多不同的方式。

例如，蜘蛛和壁虎依靠它走光滑的牆壁，和該部隊導致折疊成複雜的形狀我們身體裡的蛋白質。

它是只有關原子和分子為將變得很近很弱力 Johannes Diderik 范德瓦爾斯 — — 首先提出它在 1873 年，解釋氣體的行為 — — 荷蘭科學家的名字命名。

原子的電子雲的波動的意思是它將有暫態偶極矩。

這可以誘導偶極矩在附近的原子，正在吸引 dipole–dipole 相互作用的結果。

間接測量

有許多間接測量的范德華力原子之間。

例子包括分析宏觀機構由經驗豐富的淨部隊或光譜進行遠距離的雙原子分子中的兩個原子間的力行為。

然而，直接測量未能科學家直到現在。

這項最新研究是在實驗室查理斯 · 法布裡輪盤 (低迴圈疲勞） 在 Palaiseau 和里爾大學的研究人員所做的。

Thierry Lahaye，是輪盤低迴圈疲勞團隊的一部分表示："我們所知，第一次，在這裡，做了什麼是直接測量兩個位于一個受控的距離，由實驗者，選擇的單個原子的范德瓦爾斯互動"。

控制 — — 同時測量它們之間的力 — — 正常原子之間的距離是非常困難的因為有關的距離都很小。

要獲得圓的這一問題，團隊使用裡德伯原子，是比正常原子大得多。

這種原子有一個電子處於高度興奮狀態。這意味著他們有一個非常大的暫態偶極矩 — — 因此，應有很強的范德華力相互作用相對較長的距離。他們也有獨特的性能，使它們在實驗室中非常精確地控制。

雙原子

實驗開始與兩個銣原子被困在兩個緊專注的雷射光束隔開幾個微米。

鐳射在特定波長的光然後燈光對原子，從而導致系統地面狀態和一個或兩個裡德伯原子之間擺動。

該團隊發現當條件都恰到好處，系統擺動了地面狀態和一對裡德堡原子，一個在每個鐳射焦點之間。

通過測量這些振盪，團隊出來的兩個裡德伯原子之間的范德華力。

通過調整陷印的鐳射光束，團隊可以一起靠攏的裡德伯原子或進一步分開。

由於研究人員改變原子之間的距離R ，該部隊不盡相同 1 /R6 — — 確切地作為預期的范德瓦爾斯力。

除了力測量，團隊也是能夠顯示狀態兩個相互作用裡德堡原子的量子進化是完全一致的 — — 什麼"還未見過原子物理學中"聲稱輪盤低迴圈疲勞組成員 Antoine Browaeys。

就像量子邏輯

這種連貫一致的兩個相互作用原子的演變是相同的操作上兩個量子比特 （量子比特) 的量子邏輯門。

Browaeys 認為這表明通過 Rydberg–Van der Waals 相互作用進行交互的兩個原子是有前途的系統，用於創建高保真量子門。"，結果使我們更接近一個量子電腦，"他說。

事實上，科學家們說他們的實驗的長期意義不是力測量本身，而是高度的控制但他們取得的裡德伯原子。

Lahaye 解釋說"這將使我們能夠工程師小量子系統的大小，從兩個裡德伯原子，我們能夠完全控制的交互的希望幾數萬的增加"。

這種系統能在量子資訊處理或量子磁鐵等凝聚態系統的量子類比中查找使用。

史蒂文 · 羅爾斯在馬里蘭大學的聯合量子研究所不是研究中涉及的叫工作朝著創建量子資訊設備，因為它顯示了原子量子比特之間的范德瓦爾斯互動行為與預期相同的一個重要里程碑。

實驗描述的物理評論快報.

關於作者

Katia Moskvitch 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjul%2F04%2Fatomic-van-der-waals-force-measured-for-the-first-time