两个原子化学反应最终试验场

化学反应进行的尺度:从微反应器和实验室烧瓶巨大工业坦克。美国研究人员已经把东西搬到了一个极端,扩展一个反应尽可能小。他们利用光镊的单个原子钠其中一个铯,让他们在一起形成一个新的分子,这两个金属的合金。

当分子可以组装或拆卸下完全量子力学过程,然后我们获得了化学的完全控制

6月,国家标准与技术研究院

通过粒子的随机碰撞反应正常进行。事件,这些原子聚集在一起,制作和打破债券,电子的洗牌,所有依赖于概率。这意味着,不幸的是,这一真正的特写镜头当两个原子相遇总是只是一个平均的反应物。一些技术接近,但观察一个双原子相互作用将是最终的角度。

Kang-Kuen倪哈佛大学(Harvard University)和她的同事们认为,让这个角度来看需要捕获单个原子和将它们一起严格控制——而不是让自然和扩散,或变幻莫测的交叉分子束处理过程。团队的极简主义的方法是捕捉一个钠原子和一个铯原子的两个单独的光学镊子。镊子本身是一个超冷原子激光工具,允许或其他更大的实体在一束光。团队准备他们的激光冷却钠和铯原子磁光陷阱重叠在一个真空室。每个原子光学陷阱保持准备它们加载到光镊和熄灭一旦镊子影射。

一组光镊的频率为700 nm,另976海里。钠和铯的不同极化率意味着700纳米镊子的前同事,后者976海里。两个原子可以被分开单独和操纵微小的体积在两个光镊的焦点。团队然后能够把两个原子组合进一个偶极子陷阱,转换成一个分子借助光子——photoassociation反应。之后,这个研究小组用单分子光谱监测反应并确定产品的化学特性。photoassociation光谱提供了明确的证据表明单分子包含一个atom的钠和铯之一。

第一次的演示实验是化学反应过程是决定性控制,”说你们6月国家标准与技术研究院和科罗拉多大学在美国。分子相互作用的控制,包括反应,在最基本的层次是一个长期的物理科学目标。当个别成分可以聚集在一起,和分子组装或拆卸下完全量子力学过程,然后我们获得了化学的完全控制。当前的实验表示这些目标的坚实一步。”

这个团队现在表明,它可能可以创建其他bi-atomic分子超越本质上是两个碱金属的合金。北亚分子一样,分子中存在一个量子态。这可能使他们有用的量子位——量子比特的传统计算机——在量子计算机中,在大量的陷阱和镊子可以用来创建一个三维数组的量子位。

未来的工作将包括获得控制所有量子自由度单分子(额外的粒子数量控制)和规模系统——量子计算、量子模拟和二维数组,“倪告诉manbetx手机客户端3.0。