第360章 這章其實揭示了一個真相（上）

冷原子研究。

從字面就不難看出，這是指在超低溫的條件下研究原子的工作。

高中化學沒有挂科的同學應該知道。

原子的溫度，最直接的反映是原子的速度。

也就是二者呈現正相關。

常溫下。

原子運動速度是很快的，跟亞索似的滑來滑去，問号根本跟不上它們。

而要研究原子的物理性質，需要一個穩定的不會亂跑的單原子或者原子集團。

所以呢。

在研究原子的時候，就需要把原子冷卻下來，也就是把它們給‘凍住’。

通常情況下，研究需要原子的溫度在μK附近。

但是由于成本問題，很多時候并不需要整個實驗裝置都處于μK的溫度下。

所以正常的做冷原子的課題組，都會使用激光來冷卻原子。

也就是冷卻很小的一塊區域。

後世一些日料店也喜歡整這種活，不過他們不是冷卻而是加熱——把一塊鮮牛肉的中間部位烤熟，其他部位都是生的，美其名曰炙心牛肉刺身。

這種吃法徐雲倒是沒多大偏見，但一片要五十多塊錢就很挑戰人智商的底線了

話題再回歸原處。

目前冷卻激光的原理大多都是多普勒冷卻，原理較爲複雜，此處就不多贅述了。

總之這玩意兒能把原子的溫度降到很低很低。

但降溫的最終結果隻是給原子減速，原子雖然慢了下來，但它們依舊無序的散落在冷卻區域的各處。

就像你圈定了很長一條的高速公路，讓其中的車子都失去了動力停在原處，但想要研究這些車子，還需要把它們給聚集到一起才行。

所以這時候呢，就要上另一個技術手段了。

那就是磁-光囚禁阱。

磁-光囚禁阱簡稱磁光阱，代号MOT。

在《自然》雜志2019年評選出的百大微觀實驗中，磁光阱位列第58位，是一個非常非常精妙的實驗設計。

它利用了磁場和光場，慢慢的将微粒變得可控可聚集起來。

MOT具體的方法是在z方向上安裝一對反亥姆霍茲線圈，則在xy平面上是沿徑向分布的磁場。

正中心磁場爲0，在磁場不爲0的地方，會産生塞曼分裂。

塞曼分裂的能級爲ΔE=gμBBz/，而能級劈裂的大小與磁場大小有關，磁場大小與空間位置有關。

所以在存在MOT的情況下，二能級原子會受到一個Fmot的力。

此時施加兩束對射的圓偏振光，當磁場正向時，相較于σ+的光，σ-的光失諧小，更接近與原子共振。

因此原子會沿着σ-的光傳播方向移動到磁場接近0的位置。

磁場負向的地方則相反，最終還是會将原子推向磁場接近于0 的地方。

最終。

原子就會被囚禁在磁場爲0的點上。

這個原理非常簡單，也非常好理解。

MOT可以聚集很多的原子，一次大約可以聚集千萬以上的量級，同時原子密度也會比較大，大概在10^9/cm^3左右。

就相當于有一輛鏟車，把停在高速路上的所有汽車都‘推’到了一起。

當然了。

傳統MOT的實驗對象是原子，實驗的時候加入的都是原子氣體——沒錯，都是氣體。（氣态金屬原子這概念不知道現在的課本上講過沒有，印象中應該是有的）

而與原子不同，徐雲他們此次需要考慮的是孤點粒子。

二者無論是在體積還是難度上都無法同一而論，隻是孤點粒子同樣爲電中性，所以孤點粒子是極少數可以用MOT原理進行凝聚的微粒。

不過說一千道一萬，這終究隻是理論上的可行性。

能不能成功将孤點粒子基态化，還需要看最終的實操環節。

“陸教授。”

操作台邊，徐雲正在和陸朝陽介紹着自己的實驗思路：

“我的想法是這樣的，首先，我們在束流通道的内部利用倏逝波構造出一個不均勻光強的光場。”

“接着呢，再根據光場分布，去鋪設相同趨勢的電場。”

“如此一來，每個點倏逝波産生偶極力的不同，便會讓微粒不停的‘蹦跶’。”

“每‘蹦跶’一次，我們就略微降低囚禁電場，原子之間的靜電斥力就會讓帶電微粒散開，外側的粒子就會逃逸。”

“而孤點粒子，則由于沒有靜質量也沒有帶電性的原因，将會永久性的保存在通道内。”

徐雲的這個方案用人話用通俗點的話來說，就相對于現實裏的抖簸箕。

鉛離子碰撞後的微粒，就相當于摻雜了泥土、種子、蟲子、雜草的混合物。

想要将它們分類，最好的辦法就是抖簸箕。

隻要設計好合适的孔洞大小，最終總是能抖出來你需要的東西——無外乎具體的力度和孔洞直徑罷了。

當然了。

這種解釋隻是爲了方便理解，對于陸朝陽這種業内人士來說，需要考慮的遠遠不止抖動那麽簡單。

隻見他沉默片刻，擡頭看向徐雲：

“思路大緻可行，但是小徐，我有一個問題啊。”

說着陸朝陽左右手各伸出一根食指，指尖對指尖碰了碰：

“你看，指尖和指尖接觸，就好比是兩道束流互相碰撞，這個環節不存在什麽争論，但是”

随後陸朝陽将左手原本卷曲的大拇指伸平，和已經伸出的食指形成了一個等于号的姿勢，接着兩根手指的指面互相碰了碰：

“但是小徐，伱有沒有考慮過相同束流内也就是運動方向相同的鉛離子，可能因爲電場原因而出現碰撞或者激發的情況呢？”

“如果内部重離子發生碰撞，那麽後續的方向就不可控了。”

邊上一位正在打下手的男生聞言，也頗爲贊同的點了點頭。

陸朝陽的疑問同樣不難理解。

就好比在正面戰場上，兩支軍隊正在互相發射導彈，彼此導彈的軌迹都是射向的對方。

但若是在導彈飛行的途中，天地之間忽然額外多出了一股來自非運動方向的力，并且這股力大到了足以影響導彈的軌迹

那麽這樣一來，就很可能會出現一種情況：

未碰到敵方導彈之前，己方導彈先一步被改變了線路，内部發生了碰撞。

這種碰撞的後果雖然同樣屬于爆炸，但顯然沒有任何價值——發射導彈的目的是爲了殺傷敵人，而不是單純的看煙花。

因此這種情況

确實必須考慮在内。

否則整個實驗就成笑話了，徐雲的威信也會受到極大的影響。

不過徐雲對這個情況顯然早有準備，隻見他拿起筆，很快在紙上寫下了一個式子：

ψ∝exp(|x|/x0)。

接着在式子下方畫了一橫，便不再說話。

看着這道式子，陸朝陽的眼中微微浮現出一絲錯愕：

“這是.”

過了幾秒。

他忽然哎呀了一聲，重重一拍自己的額頭：

“哎呀你看看，我怎麽把delta勢阱給忘了，OKOK，小徐，那我沒問題了。”

徐雲臉上的表情沒什麽變化，不過微微翹起的嘴角，還是隐隐暴露出了他的内心小得意。

沒錯。

聰明的同學想必已經看出來了。

上頭的那個公式，正是1維空間中單個原子束縛态的波函數。

根據這個波函數，可以很清晰的判斷出一個情況：

當兩個原子的距離小于兩倍原子半徑的時候，反對稱态的能量E＞0，對稱态能量=0。

而自由電子的能量，同樣也是0。

這就意味着在這個情況下，對稱态已經不穩定了，電子可以飛到無窮遠。

因此當兩個鉛離子靠近的時候，它們自然就會分解，而非發生碰撞。

也就是在這個時候，它們不能被看成是玻色子。

分解的能量和碰撞的能量，完全是兩個不同的量級。

不過話說回來。

陸朝陽會出現這種誤判和他的能力沒多少關系，而是與實驗涉及的方向有關。

粒子物理實驗中其實是不包括玻色-愛因斯坦凝聚态相關的，二者某種意義上甚至可以說是兩個極端。

如果不是孤點粒子的特殊性，陸朝陽平時壓根不會接觸這方面的内容。

所以他會出現一些思路上的錯誤倒也正常。

理越辨越明嘛。

随後徐雲又和陸朝陽探讨了一些流程上的問題，無誤後便開始了實驗的布置。

冷原子的制取需要高量級的真空，一般都在1x10^-10mbar左右。

好在如今不是1850年，想要構築出這樣的一個真空環境還是不難的。

“唐飛博士。”

徐雲看了眼手中的花名冊，念出了一個人名：

“反亥姆霍茲線圈就麻煩你去布置了。”

徐雲口中的唐飛是個三十歲出頭的男子，帶着一副金絲眼鏡，留着一頭短發，看上去很精幹。

唐飛是整個項目組中年齡僅次于陸朝陽的成員，也是科大培養出來的博士生，現在是科大某研究所的新銳骨幹。

其實以徐雲現有的地位，他是請不到唐飛這樣已經畢業工作并且能力不低的學長的。

隻是恰好唐飛目前正處于提副研究員的關鍵期，需要一些曝光和成果來豐滿履曆。

于是便通過潘院士的介紹順利入了徐雲小組，讓徐雲撿了個漏。

并且今後即便分組，他也會跟着徐雲來搞項目。

眼下得到徐雲的指示，唐飛連忙表情一正：

“沒問題，交給我吧。”（說件很好玩的事情，如果不是我校驗的時候改了錯别字，你們會看到‘嫁給我吧’.）

待唐飛離去後。

徐雲繼續下達了指示：

“李若安，你去負責射頻場的調試。”

“收到！”

“楊堃博士，你去負責倏逝波。”

“明白！”

“張晗學姐，你負責觀測波包——記得把參數設定到13.2的奇數倍。”

“好嘞！”

“葉紙學妹，你去點外賣，口味你定，不要芹菜和香菜。”

“OK！”

将任務分配完畢後。

徐雲便和陸朝陽一起，在操作台等待了起來。

這年頭爲了保證項目組細化分工後能獲得高效率的正反饋，很多項目組都逐漸開始配備了點差器：

這玩意兒大概有兩個一塊錢硬币那麽大，上頭有一個按鈕和一個防誤觸開關。

完成任務後把防誤觸的開關解除，再按一下按鈕，主顯示台就會在對應的項目下方出現一個綠點，提示負責人XX塊任務完成了。

據說據說啊，燕京某大學的項目組還用上了穿山甲的語音包，魔性的不行。

徐雲這次的課題組便配備了一套點差系統。

随着時間的推移。

徐雲面前的七個光點逐漸由紅開始變綠。

過了大概二十分鍾左右。

所有光點盡數變成了綠色，一旁的陸朝陽打了個響指：

“OK，小徐，可以召喚七龍珠了。”

徐雲：“.”

沒去管身邊這個逗比，徐雲深吸一口氣，通過主麥克風說道：

“各成員注意，現在即将開始孤點粒子的基态實驗，倒計時三二.一”

“開始！”

在說完開始的瞬間。

徐雲便按下了主控台上的開關。

嗡嗡嗡——

一個量級密度比第一次還要小點的束流從束流管沖出。

并且與第一次不同的是。

在10^-12秒内，便有一道預置的倏逝波場籠罩住了它們。

咻~

一股肉眼不可見的輻射壓力出現。

與此同時。

第一波鉛離子開始發生碰撞。

嘭——

兩顆鉛離子如同肯尼迪的腦袋一樣瞬間炸裂，各種東西從中飛出。

接着又過了10^-12秒。

反亥姆霍茲線圈通電，一道強度和倏逝波相同的磁場降臨。

大量微粒開始失諧，一顆又一顆的飛出軌道。

飛出的粒子被引導着打到了靶材上，最終以電子或者光子的姿态落幕。

唯獨隻有幾種電中性的基礎粒子除外：

中微子、膠子、光子、希格斯粒子、Z玻色子。

這五種粒子要麽是無法捕捉，要麽捕捉難度很大，自己就會主動離開通道。

而除了基礎粒子之外。

就剩下了其他一些電中性的複合粒子，種類極少。

比如由一個+23的上誇克，和兩個13電荷的下誇克組成的中子。

又比如X射線粒子。

其中X射線粒子的本質其實就是光子，可以不用管它。

中子則可以通過含硼聚乙烯吸收——這屬于低量級的輻射俘獲，不會發生核裂變

當一系列操作完成後。

通道之内還剩下了另一個不帶電的複合粒子。

它叫做.

Λ超子。

代号

4685。

(本章完)