銀色、相對柔軟、活潑的鑭系元素具有巨大潛力

在玻色-愛因斯坦凝聚體（Bose-Einstein condensates）首次誕生四分之一世紀后，《自然-物理學》出版了一期關于超冷量子氣體領域發展及其未來潛力的焦點期刊。例如，原子顯微鏡、光學鑷子或新的激光捕集器將向什么方向發展？來自因斯布魯克大學（University of Innsbruck）實驗物理系和奧地利科學院（Austrian Academy of Sciences）量子光學和量子信息研究所的Francesca Ferlaino和Matthew Norcia，在期刊的一篇評論文章中詳細介紹了來自鑭系元素的量子氣體有哪些潛力。

30年前，當超冷量子氣體開始被凝聚時，出于此目的選擇了來自堿金屬或堿土原子組的簡單粒子，它們的外殼中只有一個或兩個電子，例如鋰或銣。它們被用來實現第一個玻色-愛因斯坦凝聚體。

10年后，第一批研究小組，包括因斯布魯克大學團隊，開始凝聚更復雜的粒子，即鑭系元素。這些是銀色的、相對較軟的和活躍的金屬。它們的原子在其外殼上有許多電子，而且它們也有磁性。

研究人員表示，乍一看，這聽起來像是讓程序變得不必要的復雜，而且當時還不清楚這些元素是否能夠像較簡單的元素一樣被凝聚。但事實證明，經過大量的工作，鑭系元素，特別是鉺，有著神奇的發現：因為它們有很多方式可以吸收光子，冷卻實際上更容易。這些原子相互作用的多種方式可以進行全新的實驗。

例如，在2012年，研究團隊首次成功地冷凝了鉺。從那時起，許多研究小組已經實現了這些潛力，現在全世界有幾十個小組在研究更復雜元素的超冷量子氣體。

題為Developments in atomic control using ultracold magnetic lanthanides的相關研究論文發表在《自然-物理學》上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：

https://www.nature.com/articles/s41567-021-01398-7

標簽： 鑭系元素 活潑