绝对零度附近，离子和原子混合物首次“现形”

北京，2月26日(记者刘霞)——几十年来，研究人员一直在对原子和离子进行激光冷却实验，但迄今为止，还没有人在极低的温度下观察到两者的混合物。根据物理学家组织网络25日的一份报告，荷兰科学家将镱离子放置在先前冷却至接近绝对零度的锂原子云中，首次观察到极低温度下原子和离子的混合物，这有望推动量子技术的发展。

在最新的研究中，阿姆斯特丹大学的雷内·格雷斯玛博士和他的同事们首次使用激光冷却技术来冷却单个镱离子。此外，他们分别制备了由大约10，000个锂原子组成的原子气团，并将其冷却至接近绝对零度。然后，在一套工具的帮助下，他们将离子与原子云重叠，并监测离子的能级，最终确定离子与原子云碰撞产生的能量。

Gritesma说:“冷原子和离子有望帮助我们进一步理解量子多体现象，也可以用于原子钟甚至量子计算机。然而，到目前为止，还没有人在如此超冷的温度下制造出原子和离子的混合物。我们是第一个实现这一目标的人。”

她解释道:“我们实验的主要挑战是将离子限制在气体中，所以我们施加了电场。然而，先前的研究表明，电场会对原子-离子碰撞产生负面影响，导致它们变热。我们通过使用重离子镱和轻原子锂降低了热效应。”

发表在最新一期《自然物理学》上的观察结果揭示了一些可能影响新量子技术研究和发展的效应。

“我们首次观察到中性原子气体中的离子被冷却到量子效应变得重要的状态。该系统可用于在单粒子尺度上研究量子化学，或在原子和离子相互作用的量子多体物理领域，甚至在量子计算机领域找到一席之地。”

研究小组还发现了一些证据，指出了离子和原子碰撞中出现的量子现象，这些新发现可能对未来的研究有所启示。