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第三百五十八章 這章其實揭示了一個真相(上)

作者:新手釣魚人  分類: 科幻 | 超級科技 | 輕松 | 新手釣魚人 | 走進不科學 | 更多標簽...
 
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走進不科學 第三百五十八章 這章其實揭示了一個真相(上)

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。

高中化學沒有掛科的同學應該知道。

原子的溫度,最直接的反映是原子的速度。

也就是二者呈現正相關。

常溫下。

原子運動速度是很快的,跟亞索似的滑來滑去,問號根本跟不上它們。

而要研究原子的物理性質,需要一個穩定的不會亂跑的單原子或者原子集團。

所以呢。

在研究原子的時候,就需要把原子冷卻下來,也就是把它們給“凍住,o

通常情況下,研究需要原子的溫度在uK附近。

但是由于成本問題,很多時候并不需要整個實驗裝置都處于uK的溫度下。

所以正常的做冷原子的課題組,都會使用激光來冷卻原子。

也就是冷卻很小的一塊區域。

后世一些日料店也喜歡整這種活,不過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。

這種吃法徐云倒是沒多大偏見,但一片要五十多塊錢就很有挑戰人智商的底線了.......

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,原理較為復雜,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。

但降溫的最終結果只是給原子減速,原子雖然慢了下來,但它們依舊無序的散落在冷卻區域的各處。

就像你圈定了很長一條的高速公路,讓其中的車子都失去了動力停在原處,但想要研究這些車子,還需要把它們給聚集到一起才行。

所以這時候呢,就要上另一個技術手段了。

那就是磁光囚禁阱。

磁光囚禁阱簡稱磁光阱,代號MOT。

在《自然》雜志2019年評選出的百大微觀實驗中,磁光阱位列第58位,是一個非常非常精妙的實驗設計。

它利用了磁場和光場,慢慢的將微粒變得可控可聚集起來。

MOT具體的方法是在z方向上安裝一對反亥姆霍茲線圈,則在xy平面上是沿徑向分布的磁場。

正中心磁場為0,在磁場不為0的地方,會產生塞曼分裂。

塞滿分裂的能級為AEguBBz/h,而能級劈裂的大小與磁場大小有關,磁場大小與空間位置有關。

所以在存在MOT的情況下,二能級原子會受到一個Ft的力。

此時施加兩束對射的圓偏振光,當磁場正向時,相較于o的光,o的光失諧小,更接近與原子共振。

因此原子會沿著o的光傳播方向移動到磁場接近0的位置。

磁場負向的地方則相反,最終還是會將原子推向磁場接近于0的地方。

最終。

原子就會被囚禁在磁場為0的點上。

這個原理非常簡單,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以上的量級,同時原子密度也會比較大,大概在1093左右。

就相當于有一輛鏟車,把停在高速路上的所有汽車都“推,到了一起。

當然了。

傳統MOT的實驗對象是原子,實驗的時候加入的都是原子氣體——沒錯,都是氣體。(氣態金屬原子這概念不知道現在的課本上講過沒有,印象中應該是有的)

而與原子不同,徐云他們此次需要考慮的是孤點粒子。

二者無論是在體積還是難度上都無法同一而論,只是孤點粒子同樣為電中性,所以孤點粒子是極少數可以用MOT原理進行凝聚的微粒。

不過說一千道一(本章未完!)

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萬,這終究只是理論上的可行性。

能不能成功將孤點粒子基態化,還需要看最終的實操環節。

“陸教授。”

操作臺邊,徐云正在和陸朝陽介紹著自己的實驗思路:

“我的想法是這樣的,首先,我們在束流通道的內部利用倏逝波構造出一個不均勻光強的光場。”

“接著呢,再根據光場分布,去鋪設相同趨勢的電場。”

“如此一來,每個點倏逝波產生偶極力的不同,便會讓微粒不停的蹦

“每蹦跶一次,我們就略微降低囚禁電場,原子之間的靜電斥力就會讓帶電微粒散開,外側的粒子就會逃逸。

“而孤點粒子,則由于沒有靜質量也沒有帶電性的原因,將會永久性的保存在通道內。”

徐云的這個方案用人話...用通俗點的話來說,就相對于現實里的抖簸箕。

鉛離子碰撞后的微粒,就相當于摻雜了泥土、種子、蟲子、雜草的混合物。

想要將它們分類,最好的辦法就是抖簸箕。

只要設計好合適的孔洞大小,最終總是能抖出來你需要的東西——無外乎具體的力度和孔洞直徑罷了。

當然了。

這種解釋只是為了方便理解,對于陸朝陽這種業內人士來說,需要考慮的遠遠不止抖動那么簡單。

只見他沉默片刻,抬頭看向徐云:

“思路大致可行,但是小徐,我有一個問題啊。”

說著陸朝陽左右手各伸出一根食指,指尖對指尖碰了碰:

“你看,指尖和指尖接觸,就好比是兩道束流互相碰撞,這個環節不存在什么爭論,但是.......

隨后陸朝陽將左手原本卷曲的大拇指伸平,和已經伸出的食指形成了一個等于號的姿勢,接著兩根手指的指面互相碰了碰:

“但是小徐,你有沒有考慮過相同束流內....也就是運動方向相同的鉛離子,可能因為電場原因而出現碰撞或者激發的情況呢”

“如果內部重離子發生碰撞,那么后續的方向就不可控了。”

邊上一位正在打下手的男生聞言,也頗為贊同的點了點頭。

陸朝陽的疑問同樣不難理解。

就好比在正面戰場上,兩支軍隊正在互相發射導彈,彼此導彈的軌跡都是射向的對方。

但若是在導彈飛行的途中,天地之間忽然額外多出了一股來自非運動方向的力,并且這股力大到了足以影響導彈的軌跡......

那么這樣一來,就很可能會出現一種情況:

未碰到敵方導彈之前,己方導彈先一步被改變了線路,內部發生了碰撞。

這種碰撞的后果雖然同樣屬于爆炸,但顯然沒有任何價值——發射導彈的目的是為了殺傷敵人,而不是單純的看煙花。

因此這種情況......

確實必須考慮在內。

否則整個實驗就成笑話了,徐云的微信也會受到極大的影響。

不過徐云對這個情況顯然早有準備,只見他拿起筆,很快在紙上寫下了一個式子:

接著在式子下方畫了一橫,便不再說話。

看著這道式子,陸朝陽的眼中微微浮現出一絲錯愕:

“這是......“

過了幾秒。

他忽然哎呀了一聲,重重一拍自己的額頭:

“哎呀....你看看,我怎么把delta勢阱給忘了,OKOK,小徐,那我沒問題了。”

徐云臉上的表情沒什么變化,不過微微翹起的嘴角,還是隱隱暴露出了他的內心小得意。

沒錯。

聰明的同學想必已經看出來了。

上頭的那個公式,正(本章未完!)

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是1維空間中單個原子束縛態的波函數。

根據這個波函數,可以很清晰的判斷出一個情況:

當兩個原子的距離小于兩倍原子半徑的時候,反對稱態的能量E0,對稱態能量0。

而自由電子的能量,同樣也是0。

這就意味著在這個情況下,對稱態已經不穩定了,電子可以飛到無窮遠。

因此當兩個鉛離子靠近的時候,它們自然就會分解,而非發生碰撞。

也就是在這個時候,它們不能被看成是玻色子。

分解的能量和碰撞的能量,完全是兩個不同的量級。

不過話說回來。

陸朝陽會出現這種誤判和他的能力沒多少關系,而是與實驗涉及的方向有關。

粒子物理實驗中其實是不包括玻色愛因斯坦凝聚態相關的,二者某種意義上甚至可以說是兩個極端。

如果不是孤點粒子的特殊性,陸朝陽平時壓根不會接觸這方面的內容。

所以他會出現一些思路上的錯誤倒也正常。

理越辨越明嘛。

隨后徐云又和陸朝陽探討了一些流程上的問題,無誤后便開始了實驗的布置。

冷原子的制取需要高量級的真空,一般都在1x1010ar左右。

好在如今不是1850年,想要構筑出這樣的一個真空環境還是不難的。

“唐飛博士。”

徐云看了眼手中的花名冊,念出了一個人名:

“反亥姆霍茲線圈就麻煩你去布置了。

徐云口中的唐飛是個三十歲出頭的男子,帶著一副金絲眼鏡,留著一頭短發,看上去很精干。

唐飛是整個項目組中年齡僅次于陸朝陽的成員,也是科大培養出來的博士生,現在是科大某研究所的新銳骨干。

其實以徐云現有的地位,他是請不到唐飛這樣已經畢業工作并且能力不低的學長的。

只是恰好唐飛目前正處于提副研究員的關鍵期,需要一些暴光和成果來豐滿履歷。

于是便通過潘院士的介紹順利入了徐云小組,讓徐云撿了個漏。

并且今后即便分組,他也會跟著徐云來搞項目。

眼下得到徐云的指示,唐飛連忙表情一正:

“沒問題,交給我吧。”(說件很好玩的事情,如果不是我校驗的時候改了錯別字,你們會看到嫁給我吧“.....)

待唐飛離去后。

徐云繼續下達了指示:

“李若安,你去負責射頻場的調試。”

“收到!”

“楊堃博士,你去負責倏逝波。

“明白!”

“張晗學姐,你負責觀測波包——記得把參數設定到13.2的奇數倍。”

“好嘞!“

“葉紙學妹,你去點外賣,口味你定,不要芹菜和香菜。”

將任務分配完畢后。

徐云便和陸朝陽一起,在操作臺等待了起來。

這年頭為了保證項目組細化分工后能獲得高效率的正反饋,很多項目組都逐漸開始配備了點差器:

這玩意兒大概有兩個一塊錢硬幣那么大,上頭有一個按鈕和一個防誤觸開關。

完成任務后把防誤觸的開關解除,再按一下按鈕,主顯示臺就會在對應的項目下方出現一個綠點,提示負責人XX塊任務完成了。

據說...據說啊,燕京某大學的項目組還用上了穿山甲的語音包,魔性的不行。

徐云這次的課題組便配備了一套點差系統。

隨著時間的推移。

徐云面前的七個光點逐漸由紅開始變綠。

過了大概二十分鐘左右。

所有光點盡數變成了綠色,一(本章未完!)

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旁的陸朝陽打了個響指:

“OK,小徐,可以召喚七龍珠了。”

徐云:

沒去管身邊這個逗比,徐云深吸一口氣,通過主麥克風說道:

“各成員注意,現在即將開始孤點粒子的基態實驗,倒計時三..

“開始!”

在說完開始的瞬間。

徐云便按下了主控臺上的開關。

嗡嗡嗡―

一個量級密度比第一次還要小點的束流從束流管沖出。

并且與第一次不同的是。

在1012秒內,便有一道預置的倏逝波場籠罩住了它們。

一股肉眼不可見的輻射壓力出現。

與此同時。

第一波鉛離子開始發生碰撞。

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。

接著又過了1012秒。

反亥姆霍茲線圈通電,一道強度和倏逝波相同的磁場降臨。

大量微粒開始失諧,一顆又一顆的飛出軌道。

飛出的粒子被引導著打到了靶材上,最終以電子或者光子的姿態落幕。

唯獨只有幾種電中性的基礎粒子除外:

中微子、膠子、光子、希格斯粒子、Z玻色子。

這五種粒子要么是無法捕捉,要么捕捉難度很大,自己就會主動離開通道。

而除了基礎粒子之外。

就剩下了其他一些電中性的復合粒子,種類極少。

比如由一個2/3的上夸克,和兩個1/3電荷的下夸克組成的中子。

又比如X射線粒子。

其中X射線粒子的本質其實就是光子,可以不用管它。

中子則可以通過含硼聚乙烯吸收——這屬于低量級的輻射俘獲,不會發生核裂變.....

當一系列操作完成后。

通道之內還剩下了另一個不帶電的復合粒子。

它叫做....

八超子。

代號.......

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