唧唧堂名校科研介绍2014-10-29 3:51 PM

当分子受到激光冷却时会停止旋转     



科学家成功使用单束激光使被困分子瞬间冷却至外层空间的温度,并使其停止旋转。这种使分子停止翻滚的方法使得我们能够开发利用分子新的应用潜能。研究负责人兼西北大学物理学和天文学助理教授Brian Odom表示,当我们用强激光照射分子时,它会渐渐变冷而非变热,这违反了我们的直觉。他表示,研究人员对宽带激光的光谱进行了修改,这使得被照射分子去除了几乎所有旋转能量。他们使用简单强效的方法使分子停止了翻滚,这在相关领域尚属首次。捕获多种分子类型并使其精确定位不难,但分子仍会像未受捕获一样固执的持续旋转。Odom和同事使用定制激光能成功使单核一氢化铝分子在几分之一秒就从室温冷却至4开氏度(零下452华氏度)。骤降的温度阻止了分子平时在其轨迹上持续的翻滚运动。这种对分子旋转和振动状态的控制,对用分子构建超快量子计算机来说是必需的。和现今的计算机相比,这种计算机的处理能力得到了成倍提升。和现今已开发的分子控制技术相比,这项新技术更快,更方便,更高效实用。研究详情已发表在了《Nature Communications》杂志上。


光谱过滤

研究人员曾经认为冷却分子旋转需要太多激光。然而宽带激光光包含了许多不同的高频分量,西北大学研究人员能使用那些高频分量来为研究任务量身定制所需激光。研究人员从光谱中筛选出了那些导致分子加快旋转(或变得更热)的部分,只留下能使分子旋转减慢并使之冷却的有效高频分量。原子物理学家Odom指出,值得注意的是仅通过使用室温设备,这些高频分量就能使分子冷却到最低量子旋转状态,而不需借助于类似其他研究人员在过去使用的繁琐的液氦低温恒温器。他还表示,在量子世界中,每一种类型的运动仅具有特定被允许的能量。如果想使分子运动减缓,量子力学就能揭示实现它的步骤。我们已经实现了能使分子减速到极低的状态。


目标分子

Odom和他的团队选择单核一氢化铝分子作为研究对象,因为它和激光发生相互作用时能停止振动。通过选择合适的分子,我们能够使分子停止旋转,而不需要担心它发生振动。一氢化铝分子价格低廉,除了上文提及的量子计算外,还有其他广泛应用。Odom表示就像研究所做实验一样,我们在成功控制一种分子种类后能发掘到它的很多用途。除量子信息处理外,借助于这种能够控制分子转子新功能的应用包括有关基本常数是否真正静态或者他们是否随时间变化等超冷量子控制的化学作用和测试。

科学研究空军办公室,国家科学基金会,以及大David and Lucile Packard基金会资助了这项研究。


英文报道:

MOLECULE QUITS TUMBLING WHEN LASER COOLS IT


论文原文:

分子转子从室温到基态的宽带光冷却, 2014年9月2日发表于《Nature Communications》

KEYWORDS

SHARE & LIKE

COMMENTS

ABOUT THE AUTHOR

唧唧堂名校科研介绍

50所世界顶尖名校的科研介绍,论文推荐

1 Following 34 Fans 0 Projects 435 Articles

SIMILAR ARTICLES

外在动机可能难以达成目标。你想减肥?赚更多钱?学习弹钢琴吗?美国西点军校的一项新研究显示,实现这些目标的几率不仅取决于你的积极性如何,还依赖于积极性的来源。一般而言,人存在两类动机,内在动机和外在动机。前者驱使人们为目标本身的益处而达成目标,后者则与目标没有直接关系。例如,假如你在学习拉小提琴,可能是

Read More

(图片来自网络)以下是战略管理杂志创刊以前最经典的23篇论文。小伙伴们看看对哪些有兴趣,告诉我们,我们会有小编更深入研读并介绍这些文章。以下论文全部原文2013Cognitive Change, Strategic Action, and OrganizationalRenewal认知变化、战略行动和

Read More

一份最新研究显示,有自恋倾向的人看片数量比其它人更多,并且一个人在网上看色情作品数量越多,越容易产生自恋感。 休斯顿大学清湖分校的研究人员们进行了一项实验,测试者中大多数为18-61岁的异性恋女性,所有参与者需要完成一份40道题目的测试卷,通过最后的成绩,对参与者的自恋程度进行评定。研究人员发现,测试

Read More

发表论文是科学职业最大肆宣传的度量标准之一,几乎每个研究人员都厌恶自己的履历中这部分存在缺口。但这里也有慰藉:一项新研究显示,极少有科学家(不足1%)能每年发表1篇论文。但这150608位科学家掌控了研究期刊,在所有论文中约41%出现了他们的名字。在那些引用率最高的论文中,该精英团体的名字在87%的论

Read More

强制性行为,或者是人们更为熟知的性爱成瘾症,指的是对性爱方面的想法、情感或行为痴迷,并无法自我控制。过度观看色情图片是该症状的主要特征。这将对个体的生活、学习产生影响,引发困扰及羞耻感。相关研究成果发表在国际学术期刊《公共科学图书馆·综合》(PLoS One)中。研究人员分析对比了19名受性爱成瘾症困

Read More

研究人员表示,雌性保护和养育后代的本能表现在许多物种之中,其中也包括某些雌性叶甲虫。堪萨斯大学研究员Caroline Chaboo表示,不管对甲虫,鲨鱼还是猴子来说,母性看护都是一项惊人行为。 母亲在时间花费,警惕性上的投入,清洁和清理,寻觅和提供食物,甘冒风险,舍食为子等等——亲代养育表现出的如此单

Read More

根据一项新研究,音乐才能的培养是由天赋与训练共同作用形成。 一项研究针对850对双胞胎展开,发现才能优异的音乐家是在基因遗传和后天环境共同作用影响的,这为专业技能发展时天赋与训练共同作用的理论又增添了一强有力的武器。“在心理学发展之初,关于先天遗传重要还是后天训练重要的争论就开始了。”密歇根州立大学心

Read More

几十年的让更多少数民族学生进入科学,技术,工程以及数学领域努力并没有改变一个事实:传统的被忽视的群体依旧被忽视。 《生物科学》发表的一篇研究论文中,两位生物学家分析了这一问题并提出了四种基于研究的思路,以确保更多来自被忽视群体的学生获得博士学位或者进入科学,技术,工程以及数学领域。 布朗大学生物学副教

Read More

新的研究认为,美联储在最近的金融危机中努力通过提供短期借款来促进银行贷款。经过检查金融危机以后发布的异常数据后,研究人员发现银行通过增加贷款给企业和家庭,促进了美联储贴现窗口和定期拍卖工具(TAF)。“曾经有很多的新闻报道认为银行在政府干预下囤积现金并自己留存,我们的研究结果显示,至少在这个背景下事实

Read More

以下是金融学期刊创刊以来被引用次数最多的50篇文章。 小伙伴们看看对哪些有兴趣,告诉我们,我们会有金融小编更深入研读并介绍这些文章。 阅读论文原文请点击该页底部链接“原文阅读”。标题是非金融小编翻译的。大家凑或看吧。1) Portfolio Selection 证券组合选择Harry Markowit

Read More