科学家联合超冷原子和超快激光，成功地观察了在超冷原子中出现的离子

在“汉堡超快成像中心”，来自汉堡大学的科学家们将这两个研究领域联合起来，并成功地观察了超冷原子中离子的出现。 lZ![?t}2`  
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他们的研究结果已发表在新的科学期刊“Communications Physics”（“Absolute strong-field ionization probabilities of ultracold rubidium atoms”）上。 O${B)C,  
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一个多世纪以前，爱因斯坦发表了他关于光电效应的理论研究，从根本上描述了物质的光致电离，或者利用光从原子中分解电子的过程。这一发现为他赢得了1921年的诺贝尔奖。但事实证明，这个过程是非常复杂的。 Kk
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到目前为止，几乎不可能进行绝对电离概率的实验测量，例如光照射后原子电离的百分比。由Markus Drescher教授和Klaus Sengstock教授领导的科学家团队将超冷原子的专业知识与超快物理现象结合在一起，开辟了一种全新的实验方法。 y>YQx\mK
 
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超短激光脉冲能够强到将原子分开。这个过程称为强场电离，电离细节取决于激光的能量和颜色。到目前为止，并不总是能够知道哪种电离方式占主导地位。科学家现在已经成功地通过使用超冷原子来详细观察这一点。由于在电离过程之后几乎没有任何原子运动，因此可以精确地测量。 ^< o"3?  
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科学家们使用激光将铷原子冷却到100纳开尔文的超冷温度，仅略高于-273.15摄氏度的绝对零温度。强的超短激光脉冲照射部分铷原子云215飞秒（飞秒是十亿分之一秒的百万分之一），并且电离了一小部分原子。用相机拍摄剩余的原子密度，这样就可以精确地测量电离原子的数量。 Zj]jE%AT  
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特别是，科学家们观察到，光学光场中的原子键被修改得如此之快，以至于原子壳不能跟随光场的振动。在电离过程中，因此原子同时吸收多个光粒子（光子）。 !:<(p  
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“所提出的工作为使用超短激光脉冲在超冷原子样品中产生离子和电子的进一步实验铺平了道路，”来自Sengstock教授团队、也是该研究的主要作者Philipp Wessels解释道。“利用超冷原子，可以实现超快过程的精确测量，因为这些系统在实验上能够被非常好地控制。” "0ZBPp1q  
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该结果还可用于帮助实现基于超冷离子的量子计算机。这种计算机可以比传统计算机更快地解决某些问题 B !}/4"  
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在进行这些实验的同时，与Nikolay Kabachnik教授（莫斯科国立大学）和Andrey Kazansky教授（西班牙Ikerbasque）的国际合作在理论上计算了电离过程。科学家们模拟了原子与激光光场之间的量子力学相互作用，得出结果：理论预测与测量数据完全一致。 q{:]D(   
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原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=50648.php（实验帮译）