恰好是玻色愛因斯坦凝聚態(tài)的范疇。

    啥叫玻色愛因斯坦凝聚態(tài)咧？

    它的縮寫為bec，是量子物理中最經(jīng)典的模型之一。

    1924－1925年左右。

    老愛同學(xué)根據(jù)量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的原理，推斷出當(dāng)溫度低于一個(gè)臨界溫度tc時(shí)，一堆沒有相互作用的玻色子就會(huì)慢慢地占據(jù)相同的“軌道”，形成一種“凝聚”。

    用人話來(lái)翻譯一下：

    天氣冷的時(shí)候，動(dòng)物們都知道要抱團(tuán)取暖。

    畢竟冷嘛，擠在一起就舒服點(diǎn)。

    而基本粒子之一的玻色子也一樣。

    溫度高的時(shí)候也可以到處跑，但是溫度低了，自己的能量也低了，跑不動(dòng)了，就都在能量低的地方抱團(tuán)取暖。

    等到溫度低得不能再低了，不管老實(shí)的還是浪蕩的玻色子，無(wú)論你原來(lái)是什么成分，大家誰(shuí)都不嫌棄誰(shuí)，都聚在一起，不排斥彼此，相親相愛的共同面對(duì)極度的寒冷。

    這就是玻色愛因斯坦凝聚態(tài)。

    這個(gè)模型在芯片技術(shù)、精密測(cè)量和納米技術(shù)等領(lǐng)域都有美好的應(yīng)用前景，上世紀(jì)90年代后有關(guān)bec的研究迅速發(fā)展，觀察到了一系列新的現(xiàn)象。

    如bec中的相干性、約瑟夫森效應(yīng)、蝸旋、超冷費(fèi)米原子氣體等等……

    截止到2022年。

    全世界已經(jīng)有數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了8種元素的bec，相關(guān)工作已有6人次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

    沒錯(cuò)！

    看到這里，聰明的同學(xué)想必已經(jīng)記起來(lái)了：

    bec的數(shù)學(xué)模型，正是徐云在物理的研究方向！

    這個(gè)方向甚至不是選修課題，而是他的主陣地。

    而歷史上第一個(gè)玻色愛因斯坦凝聚態(tài)的物質(zhì)……

    就是通過銣原子完成的。

    從這個(gè)角度切入，徐云可以非常完美的鏈接到重力梯度儀設(shè)計(jì)。

    也就是【大佬，我發(fā)現(xiàn)了xx原子/粒子，在玻色愛因斯坦凝聚態(tài)下的測(cè)量量級(jí)比銣原子高，目前銣原子在實(shí)驗(yàn)室外唯一的用途就是重力梯度儀，所以咱們是不是能試試運(yùn)用在重力梯度儀】云云……

    完美.jpg。

    只是……

    思路雖然順滑，但實(shí)cao起來(lái)卻難度很大。

    因?yàn)椤?/br>
    徐云tmd找不到對(duì)應(yīng)的微粒啊……

    銣原子之所以能被作為重力梯度儀的測(cè)量材料，主要是因?yàn)樗鼘儆谝环N原子頻標(biāo)：

    這玩意兒和銫都可以看做是類氫原子，即一個(gè)電子加一個(gè)原子實(shí)的結(jié)構(gòu)，能級(jí)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。

    同時(shí)，它們量子態(tài)的選擇和制備以目前的技術(shù)來(lái)說也比較容易實(shí)現(xiàn)。

    否則的話，歐洲那邊也不會(huì)選用銣來(lái)做測(cè)量粒子。

    換而言之……

    想要找到和銣相同量級(jí)的粒子都很困難，遑論比銣原子精度還高四個(gè)量級(jí)的微粒了。

    因?yàn)槌斯庾又獾奈⒘６加徐o質(zhì)量，這個(gè)靜質(zhì)量就限制了它們自身會(huì)對(duì)效果產(chǎn)生影響。

    按照徐云的設(shè)想。

    目前最合適的微粒應(yīng)該是中微子，但如果能穩(wěn)定捕捉這玩意兒，科學(xué)技術(shù)早就領(lǐng)先獎(jiǎng)勵(lì)的那款重力梯度儀不知道多少代了。

    所以在想出了這個(gè)思路后，實(shí)cao環(huán)節(jié)便陷入了一個(gè)閉環(huán)。

    結(jié)果沒想到……

    自己苦尋無(wú)果的小黑子，居然在孤點(diǎn)粒子這邊露出了小雞腳？

    第356章 意外的走向

    雙縫干涉次日上午。

    “什么？”

    科大同步輻射辦公室內(nèi)。

    正在呼嚕著一碗太和板面的潘院士呲溜一口，將半截面條飛速吞下，鼓著腮幫子一邊咀嚼一邊對(duì)面前的徐云問道：

    “小徐，你說你想分包一部分孤點(diǎn)粒子的研究課題？”

    徐云點(diǎn)點(diǎn)頭，將自己原先準(zhǔn)備的那份草圖遞了過去：

    “嗯，您看看這個(gè)?！?/br>
    早先提及過。

    徐云的想法說白了其實(shí)很簡(jiǎn)單：

    靠著孤點(diǎn)粒子無(wú)靜質(zhì)量的特性取代超冷鏈的銣原子，從而達(dá)到更高精度的測(cè)量反饋效果。

    因此潘院士只是匆匆掃了幾眼，便明白了徐云的全部想法，將它放到了一旁。

    篤篤篤——

    只見潘院士的食指在桌面上有節(jié)奏的敲擊著，整個(gè)人面露思色。

    幾秒鐘后。

    他抬頭看向了徐云，斟酌著道：

    “小徐，從圖紙上來(lái)看，你的思路確實(shí)沒什么大問題?！?/br>
    “不過你應(yīng)該知道，一個(gè)項(xiàng)目是否立項(xiàng)，不是‘思路’這兩個(gè)字就能確定的，需要定制出更全面、更有可行性的步驟才行?！?/br>
    “比如我問你，你準(zhǔn)備怎么讓孤點(diǎn)粒子形成量子態(tài)？”

    潘院士的表情很凝重，絲毫沒有放徐云一馬、照顧自己弟子的意思。

    依舊是以銣原子為例。

    銣原子首次獲得玻色－愛因斯坦凝聚態(tài)的時(shí)間可以追溯到1995年，當(dāng)時(shí)麻省理工學(xué)院的沃夫?qū)P特利與科羅拉多大學(xué)鮑爾德分校的埃里克·康奈爾在170 nk的低溫下達(dá)成了這個(gè)成就。

    自那以后。

    銣原子方才被大范圍的在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開始廣泛運(yùn)用，并在15年后成功脫離實(shí)驗(yàn)室，出現(xiàn)在了重力梯度儀上。

    但是……

    這么一句簡(jiǎn)單的描述背后，蘊(yùn)藏著的是無(wú)數(shù)前人的汗水，以及超高的制備難度。

    銣原子如此，孤點(diǎn)粒子同樣如此。

    孤點(diǎn)粒子想要取代銣原子在重力梯度儀的位置……或者直白點(diǎn)說，要讓孤點(diǎn)粒子具備適配重力梯度儀的可能性，徐云就必須要解決一個(gè)最最最基礎(chǔ)的問題：

    怎么搞出像銣原子一樣的量子態(tài)？

    做不到這一步，那么一切都是空談。

    潘院士也絕不可能同意徐云的立項(xiàng)。

    換而言之……

    潘院士提出的這個(gè)問題，也算是某種程度上的‘面試’。

    “形成量子態(tài)？”

    徐云昨天和趙政國(guó)聊完立項(xiàng)的想法后，在夜里便對(duì)實(shí)cao環(huán)節(jié)進(jìn)行了思考。

    雖然依舊有很多問題沒有結(jié)果，但對(duì)于量子態(tài)這種必須跨越的門檻多少還是有了些解決方案：

    “老師，我的想法是這樣的?！?/br>
    “我們可以在設(shè)備上放置一個(gè)塞曼減速器，通過一個(gè)反向傳播的激光束與微粒進(jìn)行共振躍遷。”

    “如此便能初步篩選出合適的孤點(diǎn)粒子，并且確定它在每個(gè)能級(jí)的粒子數(shù)分布?！?/br>
    “接著按照玻色統(tǒng)計(jì)理論，我們知道每個(gè)能級(jí)的粒子數(shù)分布之后，可以利用態(tài)密度把求和轉(zhuǎn)化為積分來(lái)計(jì)算總的粒子數(shù)?！?/br>
    “接著便是……軌道耦合?！?/br>
    “目前咱們國(guó)內(nèi)在一維人工自旋軌道耦合已經(jīng)有了一定成果，所以如果能完成孤點(diǎn)離子在二維以上的自旋軌道耦合，我認(rèn)為完成量子態(tài)應(yīng)該不成問題?！?/br>
    潘院士手指敲擊桌子的頻率逐漸放慢，最后陷入了沉思。

    早先提及過。

    所謂波色－愛因斯坦凝聚，便是將原來(lái)不同狀態(tài)的原子突然“凝聚”到同一基態(tài)。

    而這種基態(tài)，實(shí)際上就是量子態(tài)。

    因此超冷原子的物理研究，有相當(dāng)多屬于量子……或者說潘院士的研究領(lǐng)域。

    例如徐云提到的自旋軌道耦合。

    在超冷原子中實(shí)現(xiàn)人工自旋軌道耦合并研究新奇量子物態(tài)，這是目前超冷原子物理最重大的前沿課題之一。

    在2016年的時(shí)候。

    科大就曾經(jīng)和北大理論組合作，提出并構(gòu)建了二維拉曼耦合光晶格，實(shí)現(xiàn)了二維自旋軌道耦合拓?fù)淞孔託狻?/br>
    不久前。

    北大物理量材中心的劉雄軍教授，還在原二維系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了三維自旋軌道耦合和理想外爾半金屬的新型拉曼光晶格方案，并且發(fā)表在了《科學(xué)》上（doi：10.1126/sce.abc0105）

    話說回來(lái)。

    潘院士還是那篇論文的通訊作者呢。

    因此他很清楚……