美科學家發現新的三體原子束縛態
2012-07-06
中國科技網訊 據美國每日科學網7月3日報道，美國堪薩斯州立大學的科學家在原子內部發現了一種新的三體原子束縛態，在這種狀態下，三個一模一樣的原子松散地依附在一起，這一量子態與以前發現的三體束縛態不同，其既存在于玻色子中又存在于費米子中，因此，有助于科學家們更好地理解物質及其組成。
目前，科學家們還沒有為該三體束縛態命名。該研究的領導者、堪薩斯州立大學物理系的布瑞特·伊瑟瑞表示：“新束縛態非常特殊，因為即使其相互作用對束縛兩個同類原子顯得力不從心——這兩個原子之間的相互斥力會試圖打破三個原子之間的結合，但其仍然能將三個原子束縛在一起。”研究發表在最近出版的《物理評論快報》雜志上。
這一量子態與束縛松散的葉菲莫夫三體束縛態比較類似。上世紀70年代初，蘇聯物理學家維塔利·葉菲莫夫首先預測了葉菲莫夫三體束縛態的存在，但直到35年后的2006年，科學家們才首次使用超冷的原子氣體進行實驗，觀察到了葉菲莫夫三體束縛態。
這些超冷原子氣體的溫度位于絕對零度以上十億分之一開氏度，這一溫度只存在于實驗室中。伊瑟瑞表示，要想觀察到新的量子態，也必須使用同樣超冷的原子氣體進行實驗，因為新量子態也只會在這一溫度下存在。
科學家們還發現，葉菲莫夫三體束縛態僅僅出現在超冷的玻色子(指自旋為整數的微觀粒子)中，而新束縛態則既會出現在玻色子中也會出現在費米子(指自旋為半整數的微觀粒子)中，所有物質都可以歸納為這兩類粒子。
伊瑟瑞指出，新束縛態與葉菲莫夫三體束縛態的另一個不同之處在于，葉菲莫夫三體束縛態僅存在于短程相互作用中;而新束縛態則存在于短程相互作用與長程相互作用之間——短程和長程指粒子間發生有效相互作用的距離。伊瑟瑞說，在長程相互作用內，粒子距離很遠，不需要接觸就能發生相互作用并相互影響;而在短程相互作用內，粒子必須非常接近。
科學家們表示，新量子態填補了三體系統和量子力學系統研究的空白，他們將繼續深入研究新的量子態并揭示較重的玻色子和較輕的費米子混合物在這一量子態下的表現。
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