極化原子間微弱引力首次測得

科技日報北京8月2日電 （記者劉霞）奧地利科學家首次藉助激光，讓幾個原子同時極化，使原子兩側分別帶正電荷和負電荷，從而能相互吸引，形成一種非常特殊的鍵合態，並對其進行了測量。這一研究發表於《物理評論X》雜誌，有望在量子和天體物理學領域發揮作用。

在呈電中性的原子內，帶正電的原子核被帶負電的電子包圍，這些電子就像雲一樣圍繞在原子核周圍。如果施加外部電場，電荷分佈會稍微變化：正電荷朝一個方向輕微移動，負電荷朝另一方向輕微移動，原子突然呈現出帶正電荷的一邊和帶負電荷的一邊——被極化。

研究人員解釋説，鑑於光是變化非常快的電磁場，激光也有可能產生這種極化效應：當幾個原子彼此相鄰時，激光以完全相同的方式使它們極化，左右兩側分別帶正負電荷，相鄰原子因此能相互吸引。

上述效應已經被理論預測很長一段時間，在最新研究中，維也納技術大學與因斯布魯克大學合作，首次成功測量了原子之間這種奇異的相互吸引力。原子首先被捕獲並在原子芯片上的磁阱中冷卻，然後關閉磁阱，原子被釋放且自由下落。儘管原子雲是“超冷”的，但它的能量足夠其在下落過程中膨脹。如果在此階段原子被激光束極化，它們之間產生吸引力，則原子雲的膨脹會減慢，可以藉此測量原子間的吸引力。

研究論文第一作者、維也納技術大學的米拉·邁沃格指出，用激光束使單個原子極化並非新鮮事，但最新實驗的關鍵在於，首次成功以可控方式讓幾個原子一起極化，並測量它們之間的吸引力。這種吸引力有助於操縱極冷原子，在量子力學以及在天體物理學領域都很重要。在浩瀚太空中，小力可以發揮大作用，有助於為某些天體物理場景提供新解釋。