量子干涉使锂原子违背衰变能量而保持束缚

编辑者: Svitlana Velhush

两个超冷锂原子在分子中保持束缚,尽管它们拥有的能量足以飞散。德国凯撒斯劳滕-兰道大学的研究人员首次在实验中证明了这一点,该实验于9年2026月发表在《自然·物理学》上。

由阿图尔·维德拉教授领导、亚历山大·古特曼为第一作者的团队将锂原子冷却到一微开尔文以下的温度。借助快速振荡的磁场,他们使两个分子共振态相互靠近,并为量子干涉创造了条件。在通常条件下,高于阈值的能量会导致解离,但在这里衰变被抑制了。

原子不仅表现为粒子,也表现为波。当沿不同通道的衰变波以适当的相位叠加时,它们会相互抵消——正如在主动降噪耳机中,生成的波消除了外部噪声。结果,分子保持完整,尽管从形式上看能量允许它衰变。

科学家们通过云中原子损失、气体动力学和射频光谱来检查状态。如果没有保护性干涉,飞走的原子会多得多。该方法基于他们2025年发表在《科学进展》上的先前工作,当时他们学会了精确控制超冷气体中的相互作用。

这是在超冷原子碰撞中首次对连续谱中的束缚态(bound states in the continuum)机制进行实验证实。此前,这类状态自1985年起就有理论预测,并在光学和声学中被观察到,但在原子系统中实现可控效应直到现在才成功。

这一发现为保护量子态免受环境影响提供了新工具。未来这可能有助于制造更稳定的量子比特和传感器,其中不希望的衰变被量子干涉本身的性质所抑制。

结果表明,物质的波动本性如何将预期的损失转变为保护机制,为控制量子系统的新方法开辟了道路。

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来源

  • Quantum interference keeps two atoms bound despite enough energy to break apart

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