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超冷超致密的原子如何变得不可见

科学
wanwan (42055)发表于 2021年11月19日 20时47分 星期五
来自原罪之战:天赐之力
原子的电子在能壳中排列。就像圆形剧场的音乐会观众,每个电子占据一张椅子,如果所有椅子被占用它无法降低到低一能级。原子物理学的这一基本性质被称为泡利不相容原理,它解释了原子的壳层结构、元素周期表的多样性以及物质宇宙的稳定性。

现在 MIT 物理学家以一种全新的方式观察了泡利不相容原理或泡利阻塞:他们发现这种效应可以抑制原子云散射光的方式。通常当光子穿透一团原子云时,光子和原子会像台球一样相互撞击,向各个方向散射光以辐射光,从而使云可见。然而 MIT 团队观察到,当原子在超冷和超压条件下,泡利效应开始发挥作用,粒子散射光的空间更小。光子会流过而不会被散射。

在实验中,物理学家在锂原子云中观察到了这种效应。随着它们变得更冷和更致密,原子散射的光越来越少,并且逐渐变暗。研究人员怀疑,如果他们能更进一步,让温度达到绝对零度,云将变得完全不可见。研究结果刊登在《Science》期刊上,代表了对泡利阻塞影响原子光散射的首次观察。这种效应在 30 年前被预测,但直到现在才观察到。