奇客 物理学家制造出可“永远”运行的原子激光器

一项新突破让物理学家能创造出一束原子，其行为方式与激光相同，理论上可以“永远”保持不变。这种原子激光来自于被称为玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的物质状态。BEC 是通过将玻色子云冷却到略高于绝对零度的低温创建的。在如此低的温度下，原子在下降到它们可能的最低能量状态后不会完全停止，粒子的量子特性将不再互相干扰；它们彼此靠得很近，以至于产生某种重叠，从而形成高密度的原子云，其行为就像一个“超级原子”或者物质波。然而 BEC 非常脆弱；即使是光也能破坏它。鉴于 BEC 中的原子是用激光冷却的，这通常意味着 BEC 的存在转瞬即逝。到目前为止，科学家设法实现的原子激光器都是脉冲的，不是连续的。且只能在需要生成一个新的 BEC 时触发一个脉冲。为了创建一个连续的 BEC，荷兰阿姆斯特丹大学的一组研究人员意识到需要改变一些东西。物理学家 Florian Schreck 解释说：“在之前的试验中，原子的逐渐冷却都是在一个地方完成的。在新设置中，我们决定不随着时间的推移进行冷却步骤，而是在空间上实现它：我们让原子移动通过连续的冷却步骤。”“最后超冷原子到达试验的核心，可用它们在 BEC 中形成连续的物质波。但是在这些原子被使用的时候，新的原子在补充 BEC 的路上。通过这种方式，我们可以让这个过程持续进行——基本上可以直到永远。”研究报告发表在《自然》期刊上。