冷原子研究。
從字面就不難看出，這是指在超低溫的條件下研究原子的工作。
高中化學(xué)沒(méi)有掛科的同學(xué)應(yīng)該知道。
原子的溫度，最直接的反映是原子的速度。
也就是二者呈現(xiàn)正相關(guān)。
常溫下。
原子運(yùn)動(dòng)速度是很快的，跟亞索似的滑來(lái)滑去，問(wèn)號(hào)根本跟不上它們。
而要研究原子的物理性質(zhì)，需要一個(gè)穩(wěn)定的不會(huì)亂跑的單原子或者原子集團(tuán)。
所以呢。
在研究原子的時(shí)候，就需要把原子冷卻下來(lái)，也就是把它們給“凍住，通常情況下，研究需要原子的溫度在uK附近。
但是由於成本問(wèn)題，很多時(shí)候並不需要整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置都處?kù)秛K的溫度下。
所以正常的做冷原子的課題組，都會(huì)使用激光來(lái)冷卻原子。
也就是冷卻很小的一塊區(qū)域。
後世一些日料店也喜歡整這種活，不過(guò)他們不是冷卻而是加熱——把一塊鮮牛肉的中間部位烤熟，其他部位都是生的，美其名曰炙心牛肉刺身。
這種吃法徐雲(yún)倒是沒(méi)多大偏見(jiàn)，但一片要五十多塊錢(qián)就很有挑戰(zhàn)人智商的底線了.......
話題再回歸原處。
目前冷卻激光的原理大多都是多普勒冷卻，原理較爲(wèi)複雜，此處就不多贅述了。
總之這玩意兒能把原子的溫度降到很低很低。
但降溫的最終結(jié)果只是給原子減速，原子雖然慢了下來(lái)，但它們依舊無(wú)序的散落在冷卻區(qū)域的各處。
就像你圈定了很長(zhǎng)一條的高速公路，讓其中的車(chē)子都失去了動(dòng)力停在原處，但想要研究這些車(chē)子，還需要把它們給聚集到一起才行。
所以這時(shí)候呢，就要上另一個(gè)技術(shù)手段了。
那就是磁-光囚禁阱。
磁-光囚禁阱簡(jiǎn)稱(chēng)磁光阱，代號(hào)MOT。
在《自然》雜誌2019年評(píng)選出的百大微觀實(shí)驗(yàn)中，磁光阱位列第58位，是一個(gè)非常非常精妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
它利用了磁場(chǎng)和光場(chǎng)，慢慢的將微粒變得可控可聚集起來(lái)。
MOT具體的方法是在z方向上安裝一對(duì)反亥姆霍茲線圈，則在xy平面上是沿徑向分佈的磁場(chǎng)。
正中心磁場(chǎng)爲(wèi)0，在磁場(chǎng)不爲(wèi)0的地方，會(huì)產(chǎn)生塞曼分裂。
塞滿(mǎn)分裂的能級(jí)爲(wèi)AE=guBBz/h，而能級(jí)劈裂的大小與磁場(chǎng)大小有關(guān)，磁場(chǎng)大小與空間位置有關(guān)。
所以在存在MOT的情況下，二能級(jí)原子會(huì)受到一個(gè)Ft的力。
此時(shí)施加兩束對(duì)射的圓偏振光，當(dāng)磁場(chǎng)正向時(shí)，相較於o+的光，o-的光失諧小，更接近與原子共振。
因此原子會(huì)沿著o-的光傳播方向移動(dòng)到磁場(chǎng)接近0的位置。
磁場(chǎng)負(fù)向的地方則相反，最終還是會(huì)將原子推向磁場(chǎng)接近於0的地方。
最終。
原子就會(huì)被囚禁在磁場(chǎng)爲(wèi)0的點(diǎn)上。
這個(gè)原理非常簡(jiǎn)單，也非常好理解。
MOT可以聚集很多的原子，一次大約可以聚集千萬(wàn)以上的量級(jí)，同時(shí)原子密度也會(huì)比較大，大概在10^93左右。
就相當(dāng)於有一輛剷車(chē)，把停在高速路上的所有汽車(chē)都“推，到了一起。
當(dāng)然了。
傳統(tǒng)MOT的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是原子，實(shí)驗(yàn)的時(shí)候加入的都是原子氣體——沒(méi)錯(cuò)，都是氣體。(氣態(tài)金屬原子這概念不知道現(xiàn)在的課本上講過(guò)沒(méi)有，印象中應(yīng)該是有的)
而與原子不同，徐雲(yún)他們此次需要考慮的是孤點(diǎn)粒子。
二者無(wú)論是在體積還是難度上都無(wú)法同一而論，只是孤點(diǎn)粒子同樣爲(wèi)電中性，所以孤點(diǎn)粒子是極少數(shù)可以用MOT原理進(jìn)行凝聚的微粒。
不過(guò)說(shuō)一千道一萬(wàn)，這終究只是理論上的可行性。
能不能成功將孤點(diǎn)粒子基態(tài)化，還需要看最終的實(shí)操環(huán)節(jié)。
“陸教授?！?
操作檯邊，徐雲(yún)正在和陸朝陽(yáng)介紹著自己的實(shí)驗(yàn)思路：
“我的想法是這樣的，首先，我們?cè)谑魍ǖ赖膬?nèi)部利用倏逝波構(gòu)造出一個(gè)不均勻光強(qiáng)的光場(chǎng)?！?
“接著呢，再根據(jù)光場(chǎng)分佈，去鋪設(shè)相同趨勢(shì)的電場(chǎng)。”
“如此一來(lái)，每個(gè)點(diǎn)倏逝波產(chǎn)生偶極力的不同，便會(huì)讓微粒不停的蹦
“每蹦躂一次，我們就略微降低囚禁電場(chǎng)，原子之間的靜電斥力就會(huì)讓帶電微粒散開(kāi)，外側(cè)的粒子就會(huì)逃逸。
“而孤點(diǎn)粒子，則由於沒(méi)有靜質(zhì)量也沒(méi)有帶電性的原因，將會(huì)永久性的保存在通道內(nèi)?！?
徐雲(yún)的這個(gè)方案用人話...用通俗點(diǎn)的話來(lái)說(shuō)，就相對(duì)於現(xiàn)實(shí)裡的抖簸箕。
鉛離子碰撞後的微粒，就相當(dāng)於摻雜了泥土、種子、蟲(chóng)子、雜草的混合物。
想要將它們分類(lèi)，最好的辦法就是抖簸箕。
只要設(shè)計(jì)好合適的孔洞大小，最終總是能抖出來(lái)你需要的東西——無(wú)外乎具體的力度和孔洞直徑罷了。
當(dāng)然了。
這種解釋只是爲(wèi)了方便理解，對(duì)於陸朝陽(yáng)這種業(yè)內(nèi)人士來(lái)說(shuō)，需要考慮的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止抖動(dòng)那麼簡(jiǎn)單。
只見(jiàn)他沉默片刻，擡頭看向徐雲(yún)：
“思路大致可行，但是小徐，我有一個(gè)問(wèn)題啊?！?
說(shuō)著陸朝陽(yáng)左右手各伸出一根食指，指尖對(duì)指尖碰了碰：
“你看，指尖和指尖接觸，就好比是兩道束流互相碰撞，這個(gè)環(huán)節(jié)不存在什麼爭(zhēng)論，但是.......
隨後陸朝陽(yáng)將左手原本捲曲的大拇指伸平，和已經(jīng)伸出的食指形成了一個(gè)等於號(hào)的姿勢(shì)，接著兩根手指的指面互相碰了碰：
“但是小徐，你有沒(méi)有考慮過(guò)相同束流內(nèi)....也就是運(yùn)動(dòng)方向相同的鉛離子，可能因爲(wèi)電場(chǎng)原因而出現(xiàn)碰撞或者激發(fā)的情況呢?”
“如果內(nèi)部重離子發(fā)生碰撞，那麼後續(xù)的方向就不可控了?！?
邊上一位正在打下手的男生聞言，也頗爲(wèi)贊同的點(diǎn)了點(diǎn)頭。
陸朝陽(yáng)的疑問(wèn)同樣不難理解。
就好比在正面戰(zhàn)場(chǎng)上，兩支軍隊(duì)正在互相發(fā)射導(dǎo)彈，彼此導(dǎo)彈的軌跡都是射向的對(duì)方。
但若是在導(dǎo)彈飛行的途中，天地之間忽然額外多出了一股來(lái)自非運(yùn)動(dòng)方向的力，並且這股力大到了足以影響導(dǎo)彈的軌跡......
那麼這樣一來(lái)，就很可能會(huì)出現(xiàn)一種情況：
未碰到敵方導(dǎo)彈之前，己方導(dǎo)彈先一步被改變了線路，內(nèi)部發(fā)生了碰撞。
這種碰撞的後果雖然同樣屬於爆炸，但顯然沒(méi)有任何價(jià)值——發(fā)射導(dǎo)彈的目的是爲(wèi)了殺傷敵人，而不是單純的看煙花。
因此這種情況......
確實(shí)必須考慮在內(nèi)。
否則整個(gè)實(shí)驗(yàn)就成笑話了，徐雲(yún)的微信也會(huì)受到極大的影響。
不過(guò)徐雲(yún)對(duì)這個(gè)情況顯然早有準(zhǔn)備，只見(jiàn)他拿起筆，很快在紙上寫(xiě)下了一個(gè)式子：
exp(-|x|/x0)。
接著在式子下方畫(huà)了一橫，便不再說(shuō)話。
看著這道式子，陸朝陽(yáng)的眼中微微浮現(xiàn)出一絲錯(cuò)愕：
“這是......“
過(guò)了幾秒。
他忽然哎呀了一聲，重重一拍自己的額頭：
“哎呀....你看看，我怎麼把delta勢(shì)阱給忘了，OKOK，小徐，那我沒(méi)問(wèn)題了?！?
徐雲(yún)臉上的表情沒(méi)什麼變化，不過(guò)微微翹起的嘴角，還是隱隱暴露出了他的內(nèi)心小得意。
沒(méi)錯(cuò)。
聰明的同學(xué)想必已經(jīng)看出來(lái)了。
上頭的那個(gè)公式，正是1維空間中單個(gè)原子束縛態(tài)的波函數(shù)。
根據(jù)這個(gè)波函數(shù)，可以很清晰的判斷出一個(gè)情況：
當(dāng)兩個(gè)原子的距離小於兩倍原子半徑的時(shí)候，反對(duì)稱(chēng)態(tài)的能量E>0，對(duì)稱(chēng)態(tài)能量=0。
而自由電子的能量，同樣也是0。
這就意味著在這個(gè)情況下，對(duì)稱(chēng)態(tài)已經(jīng)不穩(wěn)定了，電子可以飛到無(wú)窮遠(yuǎn)。
因此當(dāng)兩個(gè)鉛離子靠近的時(shí)候，它們自然就會(huì)分解，而非發(fā)生碰撞。
也就是在這個(gè)時(shí)候，它們不能被看成是玻色子。
分解的能量和碰撞的能量，完全是兩個(gè)不同的量級(jí)。
不過(guò)話說(shuō)回來(lái)。
陸朝陽(yáng)會(huì)出現(xiàn)這種誤判和他的能力沒(méi)多少關(guān)係，而是與實(shí)驗(yàn)涉及的方向有關(guān)。
粒子物理實(shí)驗(yàn)中其實(shí)是不包括玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)相關(guān)的，二者某種意義上甚至可以說(shuō)是兩個(gè)極端。
如果不是孤點(diǎn)粒子的特殊性，陸朝陽(yáng)平時(shí)壓根不會(huì)接觸這方面的內(nèi)容。
所以他會(huì)出現(xiàn)一些思路上的錯(cuò)誤倒也正常。
理越辨越明嘛。
隨後徐雲(yún)又和陸朝陽(yáng)探討了一些流程上的問(wèn)題，無(wú)誤後便開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)的佈置。
冷原子的製取需要高量級(jí)的真空，一般都在1x10^-10ar左右。
好在如今不是1850年，想要構(gòu)築出這樣的一個(gè)真空環(huán)境還是不難的。
“唐飛博士。”
徐雲(yún)看了眼手中的花名冊(cè)，念出了一個(gè)人名：
“反亥姆霍茲線圈就麻煩你去佈置了。
徐雲(yún)口中的唐飛是個(gè)三十歲出頭的男子，帶著一副金絲眼鏡，留著一頭短髮?zhuān)瓷先ズ芫珟帧?
唐飛是整個(gè)項(xiàng)目組中年齡僅次於陸朝陽(yáng)的成員，也是科大培養(yǎng)出來(lái)的博士生，現(xiàn)在是科大某研究所的新銳骨幹。
其實(shí)以徐雲(yún)現(xiàn)有的地位，他是請(qǐng)不到唐飛這樣已經(jīng)畢業(yè)工作並且能力不低的學(xué)長(zhǎng)的。
只是恰好唐飛目前正處?kù)短岣毖芯繂T的關(guān)鍵期，需要一些暴光和成果來(lái)豐滿(mǎn)履歷。
於是便通過(guò)潘院士的介紹順利入了徐雲(yún)小組，讓徐雲(yún)撿了個(gè)漏。
並且今後即便分組，他也會(huì)跟著徐雲(yún)來(lái)搞項(xiàng)目。
眼下得到徐雲(yún)的指示，唐飛連忙表情一正：
“沒(méi)問(wèn)題，交給我吧?！?說(shuō)件很好玩的事情，如果不是我校驗(yàn)的時(shí)候改了錯(cuò)別字，你們會(huì)看到嫁給我吧“.....)
待唐飛離去後。
徐雲(yún)繼續(xù)下達(dá)了指示：
“李若安，你去負(fù)責(zé)射頻場(chǎng)的調(diào)試。”
“收到!”
“楊堃博士，你去負(fù)責(zé)倏逝波。
“明白!”
“張晗學(xué)姐，你負(fù)責(zé)觀測(cè)波包——記得把參數(shù)設(shè)定到13.2的奇數(shù)倍?！?
“好嘞!“
“葉紙學(xué)妹，你去點(diǎn)外賣(mài)，口味你定，不要芹菜和香菜?！?
“OK!”
將任務(wù)分配完畢後。
徐雲(yún)便和陸朝陽(yáng)一起，在操作檯等待了起來(lái)。
這年頭爲(wèi)了保證項(xiàng)目組細(xì)化分工後能獲得高效率的正反饋，很多項(xiàng)目組都逐漸開(kāi)始配備了點(diǎn)差器：
這玩意兒大概有兩個(gè)一塊錢(qián)硬幣那麼大，上頭有一個(gè)按鈕和一個(gè)防誤觸開(kāi)關(guān)。
完成任務(wù)後把防誤觸的開(kāi)關(guān)解除，再按一下按鈕，主顯示臺(tái)就會(huì)在對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目下方出現(xiàn)一個(gè)綠點(diǎn)，提示負(fù)責(zé)人XX塊任務(wù)完成了。
據(jù)說(shuō)...據(jù)說(shuō)啊，燕京某大學(xué)的項(xiàng)目組還用上了穿山甲的語(yǔ)音包，魔性的不行。
徐雲(yún)這次的課題組便配備了一套點(diǎn)差系統(tǒng)。
隨著時(shí)間的推移。
徐雲(yún)面前的七個(gè)光點(diǎn)逐漸由紅開(kāi)始變綠。
過(guò)了大概二十分鐘左右。
所有光點(diǎn)盡數(shù)變成了綠色，一旁的陸朝陽(yáng)打了個(gè)響指：
“OK，小徐，可以召喚七龍珠了。”
徐雲(yún)：
沒(méi)去管身邊這個(gè)逗比，徐雲(yún)深吸一口氣，通過(guò)主麥克風(fēng)說(shuō)道：
“各成員注意，現(xiàn)在即將開(kāi)始孤點(diǎn)粒子的基態(tài)實(shí)驗(yàn)，倒計(jì)時(shí)三..
“開(kāi)始!”
在說(shuō)完開(kāi)始的瞬間。
徐雲(yún)便按下了主控臺(tái)上的開(kāi)關(guān)。
嗡嗡嗡―
一個(gè)量級(jí)密度比第一次還要小點(diǎn)的束流從束流管衝出。
並且與第一次不同的是。
在10^-12秒內(nèi)，便有一道預(yù)置的倏逝波場(chǎng)籠罩住了它們。
咻~
一股肉眼不可見(jiàn)的輻射壓力出現(xiàn)。
與此同時(shí)。
第一波鉛離子開(kāi)始發(fā)生碰撞。
嘭-
兩顆鉛離子如同肯尼迪的腦袋一樣瞬間炸裂，各種東西從中飛出。
接著又過(guò)了10^-12秒。
反亥姆霍茲線圈通電，一道強(qiáng)度和倏逝波相同的磁場(chǎng)降臨。
大量微粒開(kāi)始失諧，一顆又一顆的飛出軌道。
飛出的粒子被引導(dǎo)著打到了靶材上，最終以電子或者光子的姿態(tài)落幕。
唯獨(dú)只有幾種電中性的基礎(chǔ)粒子除外：
中微子、膠子、光子、希格斯粒子、Z玻色子。
這五種粒子要麼是無(wú)法捕捉，要麼捕捉難度很大，自己就會(huì)主動(dòng)離開(kāi)通道。
而除了基礎(chǔ)粒子之外。
就剩下了其他一些電中性的複合粒子，種類(lèi)極少。
比如由一個(gè)+2/3的上夸克，和兩個(gè)-1/3電荷的下夸克組成的中子。
又比如X射線粒子。
其中X射線粒子的本質(zhì)其實(shí)就是光子，可以不用管它。
中子則可以通過(guò)含硼聚乙烯吸收——這屬於低量級(jí)的輻射俘獲，不會(huì)發(fā)生核裂變.....
當(dāng)一系列操作完成後。
通道之內(nèi)還剩下了另一個(gè)不帶電的複合粒子。
它叫做....
八超子。
代號(hào).......