科学家观察到物质波“超冷消失”现象

晓木虫 · 发表于 2014-11-4 16:14

科技日报讯最近，美国莱斯大学物理学家在超冷原子实验中观察到一种奇特的“消失现象”：在某种情况下，两个物质波形成的孤波在彼此穿越过程中会出现距离“鸿沟”，然后出现在另一边，继续无衰减地振荡。研究小组在最新的《自然·物理学》杂志上描述了这一奇怪现象。

　　据物理学家组织网11月2日报道，莱斯大学物理学与天文学教授兰迪·休雷特小组将几十万个锂原子冷却到接近绝对零度，形成玻瑟—爱因斯坦凝聚体(BECs)。由于温度极低，原子振动步调一致，可看作单个的物质波，也叫孤波或孤子。孤波在空间通过时，不会衰减、变平或变形。两个孤波相撞后彼此通过对方，但仍保持原有的波形和速度，所以也可以把孤波当作粒子来看待。

　　“首先我们造出BECs，然后用一片光把它分成两半向两边推开。”论文第一作者、博士后研究员杰森·努因说，“光把它们隔开成为两个孤波，我们再把光去掉，它们就会返回原位，互相撞在一起。”

　　研究小组用摄像机拍摄了数千次孤波对之间的碰撞，发现在某些碰撞中，孤波互相靠近，但彼此之间总保持着一个微小距离，然后它们出现反弹以避免碰撞。“你永远也看不到它们在一起，总是会有一个缺口，它们必须跳过去。它们会彼此通过，但在通过时永远不会共占同一空间。”休雷特说。

　　“孤波的一个规定特征是它们能彼此穿过，再次出现而没有衰减。”休雷特解释说，某些碰撞与此一致，两个孤波振荡、会合、出现，并继续这种周期。但在另一些碰撞中，二者之间总是有个缺口。就像它们走到一起，然后彼此出现反弹。这种缺口，可看作是孤波之间存在斥力的证据。

　　为了研究孤波是否被反弹了，他们使波对中的一个比另一个要大，作为“标记”。通过用不同相位的孤波对进行实验，结果发现在同相波中，孤波彼此穿过后再次出现，正如理论所预测；当相位差为180度，也就是完全异相波中，出现了缺口，显示它们正在反弹。

　　“虽然我们看到了缺口，但还看到较大的孤波出现在了另一边，也就是说，它跳过了‘鸿沟’！”休雷特说，“这种情况是因为‘波包’干涉。波有正负振幅，一个是正而另一个是负时，它们就会彼此抵消。它们处在会合点的概率为零。它们会通过那个点，但在那个点上，你永远看不到它们。”

　　休雷特说，“实验证明了孤波能彼此穿过的理论，甚至在它们是异相波出现反弹的情况下。这有助于人们对超冷物质产生根本性的新见解。这种相位—决定效应在光学实验中也有。”

　　(常丽君)

科学家观察到物质波“超冷消失”现象

晓木虫 · 发表于 2014-11-4 16:14

科学家观察到物质波“超冷消失”现象

晓木虫 · 发表于 2014-11-5 12:26

为了研究孤波是否被反弹了，他们使波对中的一个比另一个要大，作为“标记”。通过用不同相位的孤波对进行实验，结果发现在同相波中，孤波彼此穿过后再次出现，正如理论所预测；当相位差为180度，也就是完全异相波中，出现了缺口，显示它们正在反弹。

晓木虫 · 发表于 2014-11-5 12:26

波在空间通过时，不会衰减、变平或变形。两个孤波相撞后彼此通过对方，但仍保持原有的波形和速度，所以也可以把孤波当作粒子来看待。

1315194166 · 发表于 2016-9-28 23:55

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wx_mQ3oID3q · 发表于 2016-9-29 01:31

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昆虫记 · 发表于 2016-9-29 02:02

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gongjiji · 发表于 2016-9-29 07:57

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xiao木虫 · 发表于 2016-9-29 17:33

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maxinlan126 · 发表于 2016-9-29 19:05

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蓝梦水晶鱼 · 发表于 2016-9-29 19:30

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yellowgirl21 · 发表于 2016-9-30 01:39

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若绾君 · 发表于 2016-9-30 04:53

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艾薇儿 · 发表于 2016-9-30 05:42

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Captain.TT · 发表于 2016-9-30 12:00

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