冷原子研究。
從字麵就不難看出，這是指在超低溫的條件下研究原子的工作。
高中化學沒有掛科的同學應該知道。
原子的溫度，最直接的反映是原子的速度。
也就是二者呈現正相關。
常溫下。
原子運動速度是很快的，跟亞索似的滑來滑去，問號根本跟不上它們。
而要研究原子的物理性質，需要一個穩定的不會亂跑的單原子或者原子集團。
所以呢。
在研究原子的時候，就需要把原子冷卻下來，也就是把它們給‘凍住’。
通常情況下，研究需要原子的溫度在μk附近。
但是由於成本問題，很多時候並不需要整個實驗裝置都處於μk的溫度下。
所以正常的做冷原子的課題組，都會使用激光來冷卻原子。
也就是冷卻很小的一塊區域。
後世一些日料店也喜歡整這種活，不過他們不是冷卻而是加熱——把一塊鮮牛肉的中間部位烤熟，其他部位都是生的，美其名曰炙心牛肉刺身。
這種吃法徐雲倒是沒多大偏見，但一片要五十多塊錢就很挑戰人智商的底線了.......
話題再回歸原處。
目前冷卻激光的原理大多都是多普勒冷卻，原理較為複雜，此處就不多贅述了。
總之這玩意兒能把原子的溫度降到很低很低。
但降溫的最終結果隻是給原子減速，原子雖然慢了下來，但它們依舊無序的散落在冷卻區域的各處。
就像你圈定了很長一條的高速公路，讓其中的車子都失去了動力停在原處，但想要研究這些車子，還需要把它們給聚集到一起才行。
所以這時候呢，就要上另一個技術手段了。
那就是磁-光囚禁阱。
磁-光囚禁阱簡稱磁光阱，代號mot。
在《自然》雜誌2019年評選出的百大微觀實驗中，磁光阱位列第58位，是一個非常非常精妙的實驗設計。
它利用了磁場和光場，慢慢的將微粒變得可控可聚集起來。
mot具體的方法是在z方向上安裝一對反亥姆霍茲線圈，則在xy平麵上是沿徑向分布的磁場。
正中心磁場為0，在磁場不為0的地方，會產生塞曼分裂。
塞曼分裂的能級為Δe=gμbbz/?，而能級劈裂的大小與磁場大小有關，磁場大小與空間位置有關。
所以在存在mot的情況下，二能級原子會受到一個fmot的力。
此時施加兩束對射的圓偏振光，當磁場正向時，相較於σ+的光，σ-的光失諧小，更接近與原子共振。
因此原子會沿著σ-的光傳播方向移動到磁場接近0的位置。
磁場負向的地方則相反，最終還是會將原子推向磁場接近於0 的地方。
最終。
原子就會被囚禁在磁場為0的點上。
這個原理非常簡單，也非常好理解。
mot可以聚集很多的原子，一次大約可以聚集千萬以上的量級，同時原子密度也會比較大，大概在10^9/cm^3左右。
就相當於有一輛鏟車，把停在高速路上的所有汽車都‘推’到了一起。
當然了。
傳統mot的實驗對象是原子，實驗的時候加入的都是原子氣體——沒錯，都是氣體。（氣態金屬原子這概念不知道現在的課本上講過沒有，印象中應該是有的）
而與原子不同，徐雲他們此次需要考慮的是孤點粒子。
二者無論是在體積還是難度上都無法同一而論，隻是孤點粒子同樣為電中性，所以孤點粒子是極少數可以用mot原理進行凝聚的微粒。
不過說一千道一萬，這終究隻是理論上的可行性。
能不能成功將孤點粒子基態化，還需要看最終的實操環節。
“陸教授。”
操作台邊，徐雲正在和陸朝陽介紹著自己的實驗思路：
“我的想法是這樣的，首先，我們在束流通道的內部利用倏逝波構造出一個不均勻光強的光場。”
“接著呢，再根據光場分布，去鋪設相同趨勢的電場。”
“如此一來，每個點倏逝波產生偶極力的不同，便會讓微粒不停的‘蹦躂’。”
“每‘蹦躂’一次，我們就略微降低囚禁電場，原子之間的靜電斥力就會讓帶電微粒散開，外側的粒子就會逃逸。”
“而孤點粒子，則由於沒有靜質量也沒有帶電性的原因，將會永久性的保存在通道內。”
徐雲的這個方案用人話...用通俗點的話來說，就相對於現實裏的抖簸箕。
鉛離子碰撞後的微粒，就相當於摻雜了泥土、種子、蟲子、雜草的混合物。
想要將它們分類，最好的辦法就是抖簸箕。
隻要設計好合適的孔洞大小，最終總是能抖出來你需要的東西——無外乎具體的力度和孔洞直徑罷了。
當然了。
這種解釋隻是為了方便理解，對於陸朝陽這種業內人士來說，需要考慮的遠遠不止抖動那麽簡單。
隻見他沉默片刻，抬頭看向徐雲：
“思路大致可行，但是小徐，我有一個問題啊。”
說著陸朝陽左右手各伸出一根食指，指尖對指尖碰了碰：
“你看，指尖和指尖接觸，就好比是兩道束流互相碰撞，這個環節不存在什麽爭論，但是.......”
隨後陸朝陽將左手原本卷曲的大拇指伸平，和已經伸出的食指形成了一個等於號的姿勢，接著兩根手指的指麵互相碰了碰：
“但是小徐，你有沒有考慮過相同束流內....也就是運動方向相同的鉛離子，可能因為電場原因而出現碰撞或者激發的情況呢？”
“如果內部重離子發生碰撞，那麽後續的方向就不可控了。”
邊上一位正在打下手的男生聞言，也頗為讚同的點了點頭。
陸朝陽的疑問同樣不難理解。
就好比在正麵戰場上，兩支軍隊正在互相發射導彈，彼此導彈的軌跡都是射向的對方。
但若是在導彈飛行的途中，天地之間忽然額外多出了一股來自非運動方向的力，並且這股力大到了足以影響導彈的軌跡......
那麽這樣一來，就很可能會出現一種情況：
未碰到敵方導彈之前，己方導彈先一步被改變了線路，內部發生了碰撞。
這種碰撞的後果雖然同樣屬於爆炸，但顯然沒有任何價值——發射導彈的目的是為了殺傷敵人，而不是單純的看煙花。
因此這種情況......
確實必須考慮在內。
否則整個實驗就成笑話了，徐雲的威信也會受到極大的影響。
不過徐雲對這個情況顯然早有準備，隻見他拿起筆，很快在紙上寫下了一個式子：
ψ∝exp?(?|x|/x0)。
接著在式子下方畫了一橫，便不再說話。
看著這道式子，陸朝陽的眼中微微浮現出一絲錯愕：
“這是......”
過了幾秒。
他忽然哎呀了一聲，重重一拍自己的額頭：
“哎呀....你看看，我怎麽把delta勢阱給忘了，okok，小徐，那我沒問題了。”
徐雲臉上的表情沒什麽變化，不過微微翹起的嘴角，還是隱隱暴露出了他的內心小得意。
沒錯。
聰明的同學想必已經看出來了。
上頭的那個公式，正是1維空間中單個原子束縛態的波函數。
根據這個波函數，可以很清晰的判斷出一個情況：
當兩個原子的距離小於兩倍原子半徑的時候，反對稱態的能量e＞0，對稱態能量=0。
而自由電子的能量，同樣也是0。
這就意味著在這個情況下，對稱態已經不穩定了，電子可以飛到無窮遠。
因此當兩個鉛離子靠近的時候，它們自然就會分解，而非發生碰撞。
也就是在這個時候，它們不能被看成是玻色子。
分解的能量和碰撞的能量，完全是兩個不同的量級。
不過話說回來。
陸朝陽會出現這種誤判和他的能力沒多少關係，而是與實驗涉及的方向有關。
粒子物理實驗中其實是不包括玻色-愛因斯坦凝聚態相關的，二者某種意義上甚至可以說是兩個極端。
如果不是孤點粒子的特殊性，陸朝陽平時壓根不會接觸這方麵的內容。
所以他會出現一些思路上的錯誤倒也正常。
理越辨越明嘛。
隨後徐雲又和陸朝陽探討了一些流程上的問題，無誤後便開始了實驗的布置。
冷原子的製取需要高量級的真空，一般都在1x10^-10mbar左右。
好在如今不是1850年，想要構築出這樣的一個真空環境還是不難的。
“唐飛博士。”
徐雲看了眼手中的花名冊，念出了一個人名：
“反亥姆霍茲線圈就麻煩你去布置了。”
徐雲口中的唐飛是個三十歲出頭的男子，帶著一副金絲眼鏡，留著一頭短發，看上去很精幹。
唐飛是整個項目組中年齡僅次於陸朝陽的成員，也是科大培養出來的博士生，現在是科大某研究所的新銳骨幹。
其實以徐雲現有的地位，他是請不到唐飛這樣已經畢業工作並且能力不低的學長的。
隻是恰好唐飛目前正處於提副研究員的關鍵期，需要一些曝光和成果來豐滿履曆。
於是便通過潘院士的介紹順利入了徐雲小組，讓徐雲撿了個漏。
並且今後即便分組，他也會跟著徐雲來搞項目。
眼下得到徐雲的指示，唐飛連忙表情一正：
“沒問題，交給我吧。”（說件很好玩的事情，如果不是我校驗的時候改了錯別字，你們會看到‘嫁給我吧’......）
待唐飛離去後。
徐雲繼續下達了指示：
“李若安，你去負責射頻場的調試。”
“收到！”
“楊堃博士，你去負責倏逝波。”
“明白！”
“張晗學姐，你負責觀測波包——記得把參數設定到13.2的奇數倍。”
“好嘞！”
“葉紙學妹，你去點外賣，口味你定，不要芹菜和香菜。”
“ok！”
將任務分配完畢後。
徐雲便和陸朝陽一起，在操作台等待了起來。
這年頭為了保證項目組細化分工後能獲得高效率的正反饋，很多項目組都逐漸開始配備了點差器：
這玩意兒大概有兩個一塊錢硬幣那麽大，上頭有一個按鈕和一個防誤觸開關。
完成任務後把防誤觸的開關解除，再按一下按鈕，主顯示台就會在對應的項目下方出現一個綠點，提示負責人xx塊任務完成了。
據說...據說啊，燕京某大學的項目組還用上了穿山甲的語音包，魔性的不行。
徐雲這次的課題組便配備了一套點差係統。
隨著時間的推移。
徐雲麵前的七個光點逐漸由紅開始變綠。
過了大概二十分鍾左右。
所有光點盡數變成了綠色，一旁的陸朝陽打了個響指：
“ok，小徐，可以召喚七龍珠了。”
徐雲：“........”
沒去管身邊這個逗比，徐雲深吸一口氣，通過主麥克風說道：
“各成員注意，現在即將開始孤點粒子的基態實驗，倒計時三...二...一.....”
“開始！”
在說完開始的瞬間。
徐雲便按下了主控台上的開關。
嗡嗡嗡——
一個量級密度比第一次還要小點的束流從束流管衝出。
並且與第一次不同的是。
在10^-12秒內，便有一道預置的倏逝波場籠罩住了它們。
休~
一股肉眼不可見的輻射壓力出現。
與此同時。
第一波鉛離子開始發生碰撞。
彭——
兩顆鉛離子如同肯尼迪的腦袋一樣瞬間炸裂，各種東西從中飛出。
接著又過了10^-12秒。
反亥姆霍茲線圈通電，一道強度和倏逝波相同的磁場降臨。
大量微粒開始失諧，一顆又一顆的飛出軌道。
飛出的粒子被引導著打到了靶材上，最終以電子或者光子的姿態落幕。
唯獨隻有幾種電中性的基礎粒子除外：
中微子、膠子、光子、希格斯粒子、z玻色子。
這五種粒子要麽是無法捕捉，要麽捕捉難度很大，自己就會主動離開通道。
而除了基礎粒子之外。
就剩下了其他一些電中性的複合粒子，種類極少。
比如由一個+2?3的上誇克，和兩個?1?3電荷的下誇克組成的中子。
又比如x射線粒子。
其中x射線粒子的本質其實就是光子，可以不用管它。
中子則可以通過含硼聚乙烯吸收——這屬於低量級的輻射俘獲，不會發生核裂變.....
當一係列操作完成後。
通道之內還剩下了另一個不帶電的複合粒子。
它叫做.......
Λ超子。
代號.......
4685。
.........。
從字麵就不難看出，這是指在超低溫的條件下研究原子的工作。
高中化學沒有掛科的同學應該知道。
原子的溫度，最直接的反映是原子的速度。
也就是二者呈現正相關。
常溫下。
原子運動速度是很快的，跟亞索似的滑來滑去，問號根本跟不上它們。
而要研究原子的物理性質，需要一個穩定的不會亂跑的單原子或者原子集團。
所以呢。
在研究原子的時候，就需要把原子冷卻下來，也就是把它們給‘凍住’。
通常情況下，研究需要原子的溫度在μk附近。
但是由於成本問題，很多時候並不需要整個實驗裝置都處於μk的溫度下。
所以正常的做冷原子的課題組，都會使用激光來冷卻原子。
也就是冷卻很小的一塊區域。
後世一些日料店也喜歡整這種活，不過他們不是冷卻而是加熱——把一塊鮮牛肉的中間部位烤熟，其他部位都是生的，美其名曰炙心牛肉刺身。
這種吃法徐雲倒是沒多大偏見，但一片要五十多塊錢就很挑戰人智商的底線了.......
話題再回歸原處。
目前冷卻激光的原理大多都是多普勒冷卻，原理較為複雜，此處就不多贅述了。
總之這玩意兒能把原子的溫度降到很低很低。
但降溫的最終結果隻是給原子減速，原子雖然慢了下來，但它們依舊無序的散落在冷卻區域的各處。
就像你圈定了很長一條的高速公路，讓其中的車子都失去了動力停在原處，但想要研究這些車子，還需要把它們給聚集到一起才行。
所以這時候呢，就要上另一個技術手段了。
那就是磁-光囚禁阱。
磁-光囚禁阱簡稱磁光阱，代號mot。
在《自然》雜誌2019年評選出的百大微觀實驗中，磁光阱位列第58位，是一個非常非常精妙的實驗設計。
它利用了磁場和光場，慢慢的將微粒變得可控可聚集起來。
mot具體的方法是在z方向上安裝一對反亥姆霍茲線圈，則在xy平麵上是沿徑向分布的磁場。
正中心磁場為0，在磁場不為0的地方，會產生塞曼分裂。
塞曼分裂的能級為Δe=gμbbz/?，而能級劈裂的大小與磁場大小有關，磁場大小與空間位置有關。
所以在存在mot的情況下，二能級原子會受到一個fmot的力。
此時施加兩束對射的圓偏振光，當磁場正向時，相較於σ+的光，σ-的光失諧小，更接近與原子共振。
因此原子會沿著σ-的光傳播方向移動到磁場接近0的位置。
磁場負向的地方則相反，最終還是會將原子推向磁場接近於0 的地方。
最終。
原子就會被囚禁在磁場為0的點上。
這個原理非常簡單，也非常好理解。
mot可以聚集很多的原子，一次大約可以聚集千萬以上的量級，同時原子密度也會比較大，大概在10^9/cm^3左右。
就相當於有一輛鏟車，把停在高速路上的所有汽車都‘推’到了一起。
當然了。
傳統mot的實驗對象是原子，實驗的時候加入的都是原子氣體——沒錯，都是氣體。（氣態金屬原子這概念不知道現在的課本上講過沒有，印象中應該是有的）
而與原子不同，徐雲他們此次需要考慮的是孤點粒子。
二者無論是在體積還是難度上都無法同一而論，隻是孤點粒子同樣為電中性，所以孤點粒子是極少數可以用mot原理進行凝聚的微粒。
不過說一千道一萬，這終究隻是理論上的可行性。
能不能成功將孤點粒子基態化，還需要看最終的實操環節。
“陸教授。”
操作台邊，徐雲正在和陸朝陽介紹著自己的實驗思路：
“我的想法是這樣的，首先，我們在束流通道的內部利用倏逝波構造出一個不均勻光強的光場。”
“接著呢，再根據光場分布，去鋪設相同趨勢的電場。”
“如此一來，每個點倏逝波產生偶極力的不同，便會讓微粒不停的‘蹦躂’。”
“每‘蹦躂’一次，我們就略微降低囚禁電場，原子之間的靜電斥力就會讓帶電微粒散開，外側的粒子就會逃逸。”
“而孤點粒子，則由於沒有靜質量也沒有帶電性的原因，將會永久性的保存在通道內。”
徐雲的這個方案用人話...用通俗點的話來說，就相對於現實裏的抖簸箕。
鉛離子碰撞後的微粒，就相當於摻雜了泥土、種子、蟲子、雜草的混合物。
想要將它們分類，最好的辦法就是抖簸箕。
隻要設計好合適的孔洞大小，最終總是能抖出來你需要的東西——無外乎具體的力度和孔洞直徑罷了。
當然了。
這種解釋隻是為了方便理解，對於陸朝陽這種業內人士來說，需要考慮的遠遠不止抖動那麽簡單。
隻見他沉默片刻，抬頭看向徐雲：
“思路大致可行，但是小徐，我有一個問題啊。”
說著陸朝陽左右手各伸出一根食指，指尖對指尖碰了碰：
“你看，指尖和指尖接觸，就好比是兩道束流互相碰撞，這個環節不存在什麽爭論，但是.......”
隨後陸朝陽將左手原本卷曲的大拇指伸平，和已經伸出的食指形成了一個等於號的姿勢，接著兩根手指的指麵互相碰了碰：
“但是小徐，你有沒有考慮過相同束流內....也就是運動方向相同的鉛離子，可能因為電場原因而出現碰撞或者激發的情況呢？”
“如果內部重離子發生碰撞，那麽後續的方向就不可控了。”
邊上一位正在打下手的男生聞言，也頗為讚同的點了點頭。
陸朝陽的疑問同樣不難理解。
就好比在正麵戰場上，兩支軍隊正在互相發射導彈，彼此導彈的軌跡都是射向的對方。
但若是在導彈飛行的途中，天地之間忽然額外多出了一股來自非運動方向的力，並且這股力大到了足以影響導彈的軌跡......
那麽這樣一來，就很可能會出現一種情況：
未碰到敵方導彈之前，己方導彈先一步被改變了線路，內部發生了碰撞。
這種碰撞的後果雖然同樣屬於爆炸，但顯然沒有任何價值——發射導彈的目的是為了殺傷敵人，而不是單純的看煙花。
因此這種情況......
確實必須考慮在內。
否則整個實驗就成笑話了，徐雲的威信也會受到極大的影響。
不過徐雲對這個情況顯然早有準備，隻見他拿起筆，很快在紙上寫下了一個式子：
ψ∝exp?(?|x|/x0)。
接著在式子下方畫了一橫，便不再說話。
看著這道式子，陸朝陽的眼中微微浮現出一絲錯愕：
“這是......”
過了幾秒。
他忽然哎呀了一聲，重重一拍自己的額頭：
“哎呀....你看看，我怎麽把delta勢阱給忘了，okok，小徐，那我沒問題了。”
徐雲臉上的表情沒什麽變化，不過微微翹起的嘴角，還是隱隱暴露出了他的內心小得意。
沒錯。
聰明的同學想必已經看出來了。
上頭的那個公式，正是1維空間中單個原子束縛態的波函數。
根據這個波函數，可以很清晰的判斷出一個情況：
當兩個原子的距離小於兩倍原子半徑的時候，反對稱態的能量e＞0，對稱態能量=0。
而自由電子的能量，同樣也是0。
這就意味著在這個情況下，對稱態已經不穩定了，電子可以飛到無窮遠。
因此當兩個鉛離子靠近的時候，它們自然就會分解，而非發生碰撞。
也就是在這個時候，它們不能被看成是玻色子。
分解的能量和碰撞的能量，完全是兩個不同的量級。
不過話說回來。
陸朝陽會出現這種誤判和他的能力沒多少關係，而是與實驗涉及的方向有關。
粒子物理實驗中其實是不包括玻色-愛因斯坦凝聚態相關的，二者某種意義上甚至可以說是兩個極端。
如果不是孤點粒子的特殊性，陸朝陽平時壓根不會接觸這方麵的內容。
所以他會出現一些思路上的錯誤倒也正常。
理越辨越明嘛。
隨後徐雲又和陸朝陽探討了一些流程上的問題，無誤後便開始了實驗的布置。
冷原子的製取需要高量級的真空，一般都在1x10^-10mbar左右。
好在如今不是1850年，想要構築出這樣的一個真空環境還是不難的。
“唐飛博士。”
徐雲看了眼手中的花名冊，念出了一個人名：
“反亥姆霍茲線圈就麻煩你去布置了。”
徐雲口中的唐飛是個三十歲出頭的男子，帶著一副金絲眼鏡，留著一頭短發，看上去很精幹。
唐飛是整個項目組中年齡僅次於陸朝陽的成員，也是科大培養出來的博士生，現在是科大某研究所的新銳骨幹。
其實以徐雲現有的地位，他是請不到唐飛這樣已經畢業工作並且能力不低的學長的。
隻是恰好唐飛目前正處於提副研究員的關鍵期，需要一些曝光和成果來豐滿履曆。
於是便通過潘院士的介紹順利入了徐雲小組，讓徐雲撿了個漏。
並且今後即便分組，他也會跟著徐雲來搞項目。
眼下得到徐雲的指示，唐飛連忙表情一正：
“沒問題，交給我吧。”（說件很好玩的事情，如果不是我校驗的時候改了錯別字，你們會看到‘嫁給我吧’......）
待唐飛離去後。
徐雲繼續下達了指示：
“李若安，你去負責射頻場的調試。”
“收到！”
“楊堃博士，你去負責倏逝波。”
“明白！”
“張晗學姐，你負責觀測波包——記得把參數設定到13.2的奇數倍。”
“好嘞！”
“葉紙學妹，你去點外賣，口味你定，不要芹菜和香菜。”
“ok！”
將任務分配完畢後。
徐雲便和陸朝陽一起，在操作台等待了起來。
這年頭為了保證項目組細化分工後能獲得高效率的正反饋，很多項目組都逐漸開始配備了點差器：
這玩意兒大概有兩個一塊錢硬幣那麽大，上頭有一個按鈕和一個防誤觸開關。
完成任務後把防誤觸的開關解除，再按一下按鈕，主顯示台就會在對應的項目下方出現一個綠點，提示負責人xx塊任務完成了。
據說...據說啊，燕京某大學的項目組還用上了穿山甲的語音包，魔性的不行。
徐雲這次的課題組便配備了一套點差係統。
隨著時間的推移。
徐雲麵前的七個光點逐漸由紅開始變綠。
過了大概二十分鍾左右。
所有光點盡數變成了綠色，一旁的陸朝陽打了個響指：
“ok，小徐，可以召喚七龍珠了。”
徐雲：“........”
沒去管身邊這個逗比，徐雲深吸一口氣，通過主麥克風說道：
“各成員注意，現在即將開始孤點粒子的基態實驗，倒計時三...二...一.....”
“開始！”
在說完開始的瞬間。
徐雲便按下了主控台上的開關。
嗡嗡嗡——
一個量級密度比第一次還要小點的束流從束流管衝出。
並且與第一次不同的是。
在10^-12秒內，便有一道預置的倏逝波場籠罩住了它們。
休~
一股肉眼不可見的輻射壓力出現。
與此同時。
第一波鉛離子開始發生碰撞。
彭——
兩顆鉛離子如同肯尼迪的腦袋一樣瞬間炸裂，各種東西從中飛出。
接著又過了10^-12秒。
反亥姆霍茲線圈通電，一道強度和倏逝波相同的磁場降臨。
大量微粒開始失諧，一顆又一顆的飛出軌道。
飛出的粒子被引導著打到了靶材上，最終以電子或者光子的姿態落幕。
唯獨隻有幾種電中性的基礎粒子除外：
中微子、膠子、光子、希格斯粒子、z玻色子。
這五種粒子要麽是無法捕捉，要麽捕捉難度很大，自己就會主動離開通道。
而除了基礎粒子之外。
就剩下了其他一些電中性的複合粒子，種類極少。
比如由一個+2?3的上誇克，和兩個?1?3電荷的下誇克組成的中子。
又比如x射線粒子。
其中x射線粒子的本質其實就是光子，可以不用管它。
中子則可以通過含硼聚乙烯吸收——這屬於低量級的輻射俘獲，不會發生核裂變.....
當一係列操作完成後。
通道之內還剩下了另一個不帶電的複合粒子。
它叫做.......
Λ超子。
代號.......
4685。
.........。