量子干涉使鋰原子違背衰變能量而保持束縛

编辑者: Svitlana Velhush

兩個超冷鋰原子在分子中保持束縛,儘管它們具有足以飛散的能量。德國凱撒斯勞滕-蘭道大學的研究人員首次在實驗中證實了這一點,該實驗於9年2026月發表在《Nature Physics》上。

由阿圖爾·維德拉教授領導、亞歷山大·古特曼為第一作者的團隊將鋰原子冷卻到低於一微開爾文的溫度。藉助快速振盪的磁場,他們使兩個分子共振彼此靠近,並為量子干涉創造了條件。在通常情況下,高於閾值的能量會導致解離,但在這裡衰變受到了抑制。

原子不僅表現為粒子,也表現為波。當經由不同通道的衰變波以適當的相位疊加時,它們會相互抵消——正如主動降噪耳機中產生的波消除外部噪聲一樣。結果,分子保持完整,儘管從形式上看能量允許它衰變。

科學家們透過雲中原子損失、氣體動力學和射頻光譜學來檢驗狀態。在沒有保護性干涉的情況下,飛走的原子明顯更多。該方法依賴於他們2025年在《Science Advances》上的先前工作,當時他們學會了精確控制超冷氣體中的相互作用。

這是超冷原子碰撞中連續譜束縛態(bound states in the continuum)機制的首次實驗證實。此前,此類狀態自1985年起就有理論預測,並在光學和聲學中觀察到,但在原子系統中實現可控效應直到現在才成功。

這一發現為保護量子態免受環境影響提供了新工具。未來,這可能有助於製造更穩定的量子位元和感測器,其中不需要的衰變被量子干涉本身的自然特性所抑制。

結果表明,物質的波動本性如何將預期的損失轉化為保護機制,為控制量子系統的新方法開闢了道路。

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來源

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

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