斯图加特大学 带正电的离子(黄色)通过BEC(绿色)的路径仍然只能被艺术地描绘
斯图加特大学第五物理研究所目前正在开发的一种离子显微镜将使这条路径以低于200纳米的分辨率直接可见
学分:斯图加特大学/PI5，塞利纳·布兰德斯 运输过程在自然界中无处不在，但仍然引发许多问题
斯图加特大学第五物理研究所的弗洛里安·梅因尔特周围的研究小组现在已经开发出一种新方法，可以在超冷原子的密集云中观察单个带电粒子
该结果发表在《物理评论快报》上，并在《物理》杂志的观点专栏中进一步报道
梅因尔特的团队使用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)进行实验
这种奇异的物质状态由一团稠密的超冷原子组成
通过复杂的激光激发，研究人员在气体中创造了一个里德堡原子
在这个巨大的原子中，电子离原子核的距离是基态的一千倍，因此与原子核的结合非常弱
通过一系列特殊设计的电场脉冲，研究人员从原子中抢走了电子
以前的中性原子变成了带正电的离子，尽管正在脱离电子，但它几乎保持静止
在下一步中，研究人员使用精确的电场，以可控的方式拉动离子穿过BEC稠密的原子云
离子在电场中加速，在途中与其他原子碰撞，减速，然后被电场再次加速
碰撞加速和减速之间的相互作用导致离子在BEC不断运动
“这种新方法让我们第一次能够测量玻色-爱因斯坦凝聚体中单个离子的迁移率，”博士托马斯·迪特勒说
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参与实验的学生
研究人员的下一个目标是在更低的温度下观察单个离子和原子之间的碰撞，在那里量子力学而不是经典力学决定了这个过程
“在未来，我们新创建的模型系统——单个离子的传输——将允许更好地理解与多体系统相关的更复杂的传输过程，例如
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，在某些固体或超导体中，”梅因尔特说
这些测量也是研究奇异准粒子，即所谓的极化子的重要一步，极化子可以通过原子和离子之间的相互作用产生
该研究所邻近的实验室已经在研究一种离子显微镜，这种显微镜可以让研究人员直接观察原子和离子之间的碰撞
当电子显微镜使用带负电的粒子来创建图像时，这就是带正电离子的离子显微镜中发生的情况
静电透镜偏转离子，类似于经典光学显微镜中的光线
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