更好地理解兩個原子相遇時會發(fā)生什么

一個國際研究團(tuán)隊已經(jīng)展示了一種新方法，可以詳細(xì)了解兩個原子相遇時會發(fā)生什么。在他們發(fā)表在“ 物理評論快報 ”雜志上的論文中，該小組描述了他們的實(shí)驗(yàn)，其中包括密切觀察兩個原子相互接觸。

觀察兩個原子碰撞的想法可能會讓一些人感到不安，因?yàn)樗麄冊O(shè)想核彈會爆炸，但并非所有這些碰撞都如此戲劇化。在這項新的努力中，研究人員測量了兩個原子非常緩慢地相互接觸時發(fā)生的磁相互作用。

先前的研究表明，原子具有所謂的波函數(shù)，波函數(shù)由其電子的基于概率的軌道定義。先前的研究還表明，當(dāng)兩個原子移動到鄰近區(qū)域時，隨著它們的波形重疊，產(chǎn)生了一種稱為“交換相互作用”的力 - 它隨著兩者靠得更近而增長。交換互動一直發(fā)生，就像你將兩根手指按在一起，或者在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中一樣。但直到現(xiàn)在，當(dāng)兩個原子接近時，沒有人能夠逐漸準(zhǔn)確地測量它的力。在這個新實(shí)驗(yàn)中，研究人員在他們的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了這樣的測量。

該團(tuán)隊在一層氧化鎂上放置了一個鈦原子，用作絕緣體。接下來，他們在掃描隧道顯微鏡探頭的尖端放置了一個鐵原子。然后，他們慢慢地將單個鐵原子移向單個鈦原子。當(dāng)他們這樣做時，他們通過兩種方法測量了對兩個原子的磁效應(yīng)。首先是電子自旋共振 - 一種提供非常詳細(xì)的較弱相互作用測量的技術(shù)。第二個涉及使用非彈性電子隧道譜 - 在測量更強(qiáng)的相互作用時它給出了更好的結(jié)果。使用兩種測量方法，研究人員在匹配時對結(jié)果更有信心。該程序使研究人員在測量交換相互作用方面達(dá)到了新的精確度。它還展示了一種可能的技術(shù)，用于以未來數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中可行的方式調(diào)整原子的磁場。