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光学镊子操控仅有2个原子的化学反应

American Association for the Advancement of Science

研究人员用不同的“光学镊子”截留了2个单原子——钠与铯,并接着将它们挪在一起,生成了一个具独特属性的铯钠(NaCs)单分子,它彰显了现代化学家所具备的精细操控水平。为制备单个分子,以这种方式准确地隔离2个原子的方法能用来研究处于隔离状态的更多样化及更复杂的分子,它也能用来合成在量子信息应用中所用的设计分子。在通常情况下,当化学家进行化学反应时,他们会将许多起反应的物质混在一起,希望那些能结成伙伴的物质高效地碰撞。在扫描式隧道显微镜提示下,有可能更有目的地操纵原子,但即使这一过程也有局限性。先前寻求更细致地操纵原子进行更特异性化学反应的研究完成了一个用浸于多原子气体的单个电离原子的化学反应。然而,Lee Liu和同事寻求完成一种仅从2个原子开始的反应。为做到这一点,他们在具某一波长的光学镊子中夹住一个激光冷却的钠原子,在另一波长的光学镊子中夹着一个激光冷却的铯原子。他们接着用光脉冲将单独的激光冷却原子(激光冷却对量子应用颇为重要)进行操作,使其成为单个NaCs分子,后者展现出一种激发态。作者说,对这一分子所做的光谱学研究揭示了先前在NaCs中未曾观察到的属性。他们的方法为在“最纯净的”可能环境中研究原子与分子间的碰撞做好了准备。

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