美科学家发现新的三体原子束缚态
2012-07-06
中国科技网讯 据美国每日科学网7月3日报道，美国堪萨斯州立大学的科学家在原子内部发现了一种新的三体原子束缚态，在这种状态下，三个一模一样的原子松散地依附在一起，这一量子态与以前发现的三体束缚态不同，其既存在于玻色子中又存在于费米子中，因此，有助于科学家们更好地理解物质及其组成。
目前，科学家们还没有为该三体束缚态命名。该研究的领导者、堪萨斯州立大学物理系的布瑞特·伊瑟瑞表示：“新束缚态非常特殊，因为即使其相互作用对束缚两个同类原子显得力不从心——这两个原子之间的相互斥力会试图打破三个原子之间的结合，但其仍然能将三个原子束缚在一起。”研究发表在最近出版的《物理评论快报》杂志上。
这一量子态与束缚松散的叶菲莫夫三体束缚态比较类似。上世纪70年代初，苏联物理学家维塔利·叶菲莫夫首先预测了叶菲莫夫三体束缚态的存在，但直到35年后的2006年，科学家们才首次使用超冷的原子气体进行实验，观察到了叶菲莫夫三体束缚态。
这些超冷原子气体的温度位于绝对零度以上十亿分之一开氏度，这一温度只存在于实验室中。伊瑟瑞表示，要想观察到新的量子态，也必须使用同样超冷的原子气体进行实验，因为新量子态也只会在这一温度下存在。
科学家们还发现，叶菲莫夫三体束缚态仅仅出现在超冷的玻色子(指自旋为整数的微观粒子)中，而新束缚态则既会出现在玻色子中也会出现在费米子(指自旋为半整数的微观粒子)中，所有物质都可以归纳为这两类粒子。
伊瑟瑞指出，新束缚态与叶菲莫夫三体束缚态的另一个不同之处在于，叶菲莫夫三体束缚态仅存在于短程相互作用中;而新束缚态则存在于短程相互作用与长程相互作用之间——短程和长程指粒子间发生有效相互作用的距离。伊瑟瑞说，在长程相互作用内，粒子距离很远，不需要接触就能发生相互作用并相互影响;而在短程相互作用内，粒子必须非常接近。
科学家们表示，新量子态填补了三体系统和量子力学系统研究的空白，他们将继续深入研究新的量子态并揭示较重的玻色子和较轻的费米子混合物在这一量子态下的表现。
