·1997 年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子 朱棣文 科恩－塔诺季 菲利普斯 1997 年诺贝尔物理学奖授予美国加州斯坦福大学的朱棣文（Stephen Chu，1948—），法国巴黎的法兰西学院和高等师范学院的科恩－塔诺季（Claude Cohen－Tannoudji，1933—）和美国国家标准技术院的菲利普斯（William D.Phillips，1948—），以表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面所作的贡献。 激光冷却和陷俘原子的研究，是当代物理学的热门课题，十几年来成果不断涌现，前景激动人心，形成了分子和原子物理学的一个重要突破口。 操纵和控制单个原子一直是物理学家追求的目标。固体和液体中的原子处于密集状态之中，分子和原子相互间靠得很近，联系难以隔绝，气体分子或原子则不断地在作无规乱运动，即使在室温下空气中的原子分子的速率也达到几百m/s。在这 种 快 速运动的状态下，即使有 仪 器 能 直接 进 行 观 察 ，它 们也会 很快 地就 从 视 场 中消 失 ，因 此 难以对 它 们进 行 研究。降 低 其 温度 ，可 以使它 们的速率减小 ； 但 是问 题在于： 气体一经 冷却，它 就 会 先 凝 聚 为 液体，再 冻 结 成固体。如 果是在真 空中冷冻 ，其 密度 就 可 以保 持 足 够 地低 ，避 免 凝 聚 和冻 结 。但 即使低 到－270℃ ，还 会 有 速率达到几十 m/s 的分子原子，因 为 分子原子的速率是按 一定 的规律 分布 的。接 近绝对 零 度 （－273℃ 以下）时 ，速率才 会 大为 降 低 。当温度 低到10-6K，即1 微 开 （μ K）时 ，自 由 氢 原子预 计 将 以低 于 25cm/s 的速率运动。可 是怎 样 才 能 达到这 样 低 的温度 呢 ？ 朱棣文、 科恩－塔诺季、 菲利普斯以及 其 他许 多 物理学家开 发了用激光把 气体冷却到微 开 温度 范围 的各 种 方法，并 且 把 冷却了的原子悬 浮 或拘 捕 在不同 类 型的“ 原子陷阱 ” 中。在这 里 面，个别 原子可 以以极 高的精 确 度 得到研究，从 而 确定 它 们的内 部 结 构 。当在同 一体积 中陷俘越 来越 多 的原子时 ，就 组 成了稀 薄 气体，可 以详 细 研究其 特 性 。这 几位 诺贝尔奖获 得者 所创 造 的这 些 新 研究方法，为 扩 大我 们 对 辐 射 和 物 质 之 间 相 互 作 用 的 知 ...
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