孤原子首次揭示了范德华引力

研究人员说他们已经做出了首次直接测量了在单个原子间传递的微小范德华力的强度．在瑞士巴塞尔大学，他们利用超灵敏低温原子力显微镜(AFM)研究惰性惰性气体氙、氩和氪的孤立原子之间的相互作用。团队成员强调说，这些力“比我们习惯测量和计算的要小一个数量级或更多”亚当•福斯特来自芬兰阿尔托大学。“这真的很有挑战性。”

虽然惰性气体作为单个原子的稳定性使它们成为逐个研究的理想对象，但它们的惰性使它们难以固定。因此，科学家们使用二维金属有机框架(MOF)将它们绑定在AFM探针对面的表面上。福斯特说，这是这项工作最重要的方面。他强调说:“我们可以用这个模板来测量几乎任何东西的力。”

为了测量两个原子之间的范德华力，科学家们还必须将一个原子固定在AFM探针上——这被证明是更加困难的。他们将探针移动到一个惰性气体原子上，并反复降低和升高它，直到AFM读数的变化表明一次成功的钓鱼探险。然而，这只有在氙气中才有可能，在氙气中，围绕原子核的更大的电子云与探针尖端的相互作用要更好一些。

然后，研究人员可以把探测器上的氙原子带到相反MOF上的伙伴那里。吸引能在氩原子时最弱，在另一个氙原子时最强。在每种情况下，引力都比范德华力强，其中氙的差异最大。福斯特强调，即使在惰性气体中，其他吸引力也起着一定作用，氙气尤其容易受到影响，原因与保持它在探测器上的原因相同。

巴特Hoogenboom英国伦敦大学学院的教授称这项研究“很好地展示了在单个原子上可以实现的精细控制”。然而，伦敦纳米技术中心AFM设施的首席科学家Hoogenboom指出，应用这些测量方法还有很长的路要走。胡根布姆说:“许多重要的范德华相互作用发生在水环境中，尤其是在有生命的物质中。”“从这些在真空中进行的测量，到更现实的环境，仍然有很大的飞跃。”