原子比以往任何时候都更紧密地挤压，表明看似不可能

科学家已经将两层的超电磁原子挤压到彼此的50纳米范围内。比以前的实验更接近10倍；揭示了以前从未见过的奇异量子效应。

这些原子的极端接近性将使研究人员首次以这种长度尺度研究量子相互作用，并可能导致超导体和超导体发展的重要进展量子计算机，科学家在5月2日发表在《杂志》上的一项新研究中报道科学。

随着原子被迫占据最低的能量状态，异常的量子行为开始在超低温度下出现。“在纳米奈克尔文政权中，有一种称为的物质 Bose Einstein冷凝物 [其中]所有颗粒的行为都像波浪， ” 李杜MIT的物理学家，研究的主要作者告诉Live Science 。“他们基本上是量子机械对象。”

这些孤立系统之间的相互作用对于理解量子现象（例如）尤其重要超导和超级。但是这些相互作用的强度通常取决于分离距离，这可能会给研究这些效果的研究人员带来实际问题。他们的实验受到获得原子的距离的限制。

杜说：“在冷实验中使用的大多数原子，例如碱金属，必须具有接触才能相互作用。”“我们对特殊的肾上腺原子感兴趣，这些原子可以通过偶极 - 偶极相互作用（在相邻原子上的部分电荷之间的弱吸引力之间的弱吸引力）相互相互作用。但是，尽管存在这种长期相互作用，但仍然存在某些类型的量子现象，因为这种偶极相互作用是如此弱。”

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带来寒冷原子在维持对量子状态的控制的同时，紧密接近是一个重大挑战，直到现在，实验局限性使研究人员无法完全测试有关这些量子相互作用的影响的理论预测。

杜说：“在普通的实验中，我们用光诱捕原子，这受到衍射极限的限制。（为了进行比较，人毛的测量在80,000-100,000纳米宽之间。国家纳米技术计划）

研究人员使用聚焦的激光束可以创建一个“高斯焦点” ，就像激光束中的能量一样，它使特定的原子陷入位置。这被称为光学镊子，但是镊子的大小（能量井的宽度）受激光的波长限制。最小宽度称为衍射极限。

DU的团队提出了一个巧妙的技巧来击败这种衍射限制，并使用dosprosium Atoms的另一个量子属性：它们的旋转。原子自旋可以指向上或向下指向;但至关重要的是，它们的能量略有不同。这意味着该团队可以在略有不同的频率和极化角度使用两个不同的激光束，以分别捕获脱落和向下旋转原子的旋转和旋转。

他解释说：“如果原子A不看到光B ，而原子B则看不到光A，那么它们基本上就具有独立的控制。”“由于原子总是精确地坐在高斯光束的中心，因此您可以任意地移动（两个不同的被困颗粒）。 ”通过仔细控制两个光学镊子，DU的团队将旋转和旋转的肾上腺原子原子彼此之间的50纳米范围内提高，从而使相互作用强度从500纳米的水平提高了1000倍。

建立了这个双层，团队开始了一系列实验，以研究近距离的量子相互作用。他们加热了一个衰老层之一，通过真空间隙完全与另一层分离。令人难以置信的是，他们观察到在空白空间中的热传递到第二层。

杜说：“通常，您需要接触或辐射才能转移热量，我们在这里没有。”“但是我们仍然看到传热，这必须是由于远距离偶极 - 偶极相互作用所致。”

看似不可能的传热只是该团队研究的奇异效果之一。现在，他们渴望在此规模上进一步探索量子相互作用的潜力。该小组已经开始研究这些双层与光的相互作用。但是DU对另一种量子效应特别感兴趣，称为Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）配对＆Mdash;某些亚原子颗粒在低温下称为费米子的量子结合状态。

他说：“层之间的BC对超导非常重要。 ”“几年前，一篇理论论文预测，如果我们拥有这种双层系统，再加上远距离偶极 - 偶极相互作用，您就可以形成BCS对。以前，我们无法在实验中看到此，但现在可以使用我们的系统。”

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