4月26日下午,聚焦冷原子分子物理前沿的学术讲座在物理学院龙赛理科楼报告厅举行,主讲人易俗教授通过通俗易懂的讲解,深入浅出地分享了低温物理、超冷原子气体实验技术及其多学科应用,为在场本研学生打开了微观量子世界的大门。
易教授首先回顾了低温物理的基础概念,从液氮到液态氦的超流现象,再到氦在毫开量级下的超流特性,揭示了温度降低带来的量子效应。他指出,当原子温度降至微开甚至纳开量级时,粒子的波动性显著增强,形成不可分辨的“量子气体”,为研究宏观量子现象奠定了基础。
讲座的核心内容之一是玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的研究历程。易教授回顾了玻色和爱因斯坦在1924年预言的玻色子在极低温度下凝聚至基态的现象,并强调1995年科学家首次在实验室实现了这一理论,标志着超冷原子物理的重大突破。易教授详细介绍了激光冷却技术,通过光子与原子的动量交换减缓原子速度,将温度降至微开量级,再通过蒸发冷却技术获得纳开量级的超冷气体。除了玻色子,费米子也在冷原子物理研究中占据重要地位,易教授展示了利用光晶格技术周期性囚禁碱金属原子,演示了超流体与莫特绝缘体的相变,为固态物理研究提供了理想平台。
此外易教授还提到,超冷化学反应研究利用量子隧穿效应突破传统加热条件,为新型材料合成和化学动力学提供了新的研究视角,他介绍了2024年国际团队首次实现超冷分子的玻色-爱因斯坦凝聚,这一突破不仅推动了量子模拟和精密测量的发展,还为量子信息处理和量子化学的交叉融合开辟了新天地。
讲座的最后,易教授回顾了超冷原子领域的四次诺贝尔奖成果,强调基础研究的长期投入与跨学科合作的重要性。他展示了实验室中的冷原子平台,并展望了微型化、集成化冷原子器件在便携式量子传感器中的应用前景。
此次讲座吸引了众多师生及物理爱好者的参与,普及了冷原子物理的核心概念,并展示了基础研究向技术转化的巨大潜力。正如易教授所言,冷原子物理作为宏观量子世界的“模拟器”,将继续推动量子科技革命迈向新高度。