一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)描繪了兩個(gè)原子碰撞的過(guò)程。這是每次觸摸到什么東西都會(huì)發(fā)生的事情，但從來(lái)沒(méi)有如此詳細(xì)地觀察過(guò)。詳細(xì)了解兩個(gè)原子之間的會(huì)議對(duì)于開(kāi)發(fā)量子傳感器、量子計(jì)算機(jī)中使用的量子比特或基于單個(gè)原子的高密度計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器非常重要。

美國(guó)IBM阿爾馬登研究中心的楊凱領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)利用鐵原子檢測(cè)鈦原子的團(tuán)隊(duì)。前者位于表面，而后者固定在電子顯微鏡的尖端。

在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上，研究人員報(bào)道了他們?nèi)绾慰创畔嗷プ饔玫膹?qiáng)度，這是對(duì)兩個(gè)原子重疊邊緣的一種測(cè)量。從第一次接觸到完全碰撞，增加了一萬(wàn)。

原子沒(méi)有堅(jiān)硬的邊緣。它們的外部邊界由它們的電子漫游來(lái)定義，在基于概率的軌道中，它們被稱(chēng)為波函數(shù)。當(dāng)原子相互靠近時(shí)，它們開(kāi)始通過(guò)一種叫做交換相互作用的力相互作用，這種力隨著波函數(shù)之間的重疊變得更強(qiáng)而相互作用。

韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)成員安德烈亞斯海因里希說(shuō)：“原子之間的距離足夠近，一個(gè)波函數(shù)可以直接與另一個(gè)原子的波函數(shù)對(duì)話。

“交換相互作用是大多數(shù)結(jié)合分子的化學(xué)-電子相互作用的原因，導(dǎo)致泡利不相容原理，導(dǎo)致磁性相互作用，等等?！?

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員將鈦原子沉積在兩個(gè)原子厚的氧化鎂層上作為絕緣體。

他們以?xún)煞N不同的方式測(cè)量了接近鐵原子在鈦上的原子水平的磁效應(yīng)：電子自旋共振，它為較弱的相互作用提供了更詳細(xì)的測(cè)量，以及非彈性電子隧道光譜，它使更緊密的相互作用能夠被測(cè)量。宿舍。

這兩組測(cè)量值落在同一條指數(shù)曲線上，這使得研究人員相信他們正在測(cè)量一個(gè)大范圍的相互作用。

海因里希說(shuō)，如此廣泛的能量的精確測(cè)量是原子量子技術(shù)發(fā)展的福音。

“我們可以在原子尺度上看到，我們知道原子在哪里，”他解釋道。

“我們可以改變位置，這樣我們就可以構(gòu)建結(jié)構(gòu)，我們可以測(cè)量屬性并連貫地控制量子操作?！?

海因里希說(shuō)，一個(gè)例子可能是將兩個(gè)或三個(gè)原子并排放置在一個(gè)表面上，然后對(duì)其中一個(gè)原子施加力，觀察原子之間的聯(lián)系如何變化。

“我們可以理解潛在的機(jī)制，”他說(shuō)。

盡管海因里希對(duì)測(cè)量結(jié)果感到自豪，但他說(shuō)結(jié)果并不令人驚訝。

“這是我們預(yù)期的詳細(xì)測(cè)量結(jié)果，”他說(shuō)。

“這就是為什么量子力學(xué)是一個(gè)神奇的工具——它似乎只適用于你扔的任何東西，而且它剛剛好。這太棒了。

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