激光冷卻原子能造出強相互作用的量子觸點

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激光冷卻原子能造出強相互作用的量子觸點

瑞士日內瓦大學和蘇黎世聯邦理工學院科學家合作，用量子冷卻壓縮的方法，將兩種物質通過奇特的量子力學性質連接在一起。這一成果為深入理解量子物理學，制造出未來量子電路設備開辟了新途徑。

近日，蘇黎世聯邦理工學院的實驗團隊在蒂爾曼·埃斯林格和吉恩·布蘭圖特帶領下，他們先用激光束捕獲原子，隔離所有外界干擾，激光束將原子制冷到極低溫度，產生了潔凈的、具有量子力學性質的冷原子超導體；隨后研究人員將兩個冷原子云超導體通過一個量子觸點，以約瑟夫森結的形式連接起來，使其在強相互作用下結合在一起，并在超導體之間實現了超冷原子的高效傳輸。

負責研究理論部分的日內瓦大學科學學院教授謝瑞·伽瑪奇解釋說，一般情況下粒子間的相互作用很弱，而在冷原子超導體內，粒子間相互作用非常強。通過冷卻帶來的強相互作用效應，就像水結成了冰：基本系統還和原來一樣，但冷卻后效果卻截然不同。伽瑪奇說：“通過這種新的量子連接方式，我們能揭示這些超導量子系統中的新效應。這是一項基礎性突破，讓超冷原子利用量子物理原理產生新的特性。”

研究人員指出，要想在量子材料之間生成潔凈的結點非常困難。現在他們已能生成強相互作用的量子觸點，將量子材料連接在一起，最終能造出用于日常生活的新材料。這一成果是理解超冷原子傳輸的關鍵一步，有助于進一步研究超導及其他量子互連材料，用在計算機、電子設備、晶體管中形成電子線路，為更高效的信息處理開辟新途徑。