一項新的實(shí)驗已經(jīng)繪制了兩個(gè)原子碰撞的過(guò)程。這是每次觸摸某物時(shí)都會(huì )發(fā)生的事情，但從未在如此細致的細節中觀(guān)察過(guò)。對兩個(gè)原子會(huì )議的詳細了解對于量子傳感器，量子計算機中使用的量子比特或基于單個(gè)原子的高密度計算機存儲器的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

美國IBM Almaden研究中心的Kai Yang領(lǐng)導了一個(gè)用鐵原子探測鈦原子的團隊。前者坐在表面上，后者固定在電子顯微鏡的尖端上。

研究人員在“ 物理評論快報 ”雜志上報道了他們如何看待磁相互作用的強度，這是兩個(gè)原子邊緣重疊的衡量標準。從第一次接觸到完全碰撞，它增長(cháng)了10,000。

原子沒(méi)有硬邊。它們的外邊界由它們的電子漫游定義，在它們基于概率的軌道內，稱(chēng)為波函數。隨著(zhù)原子彼此相向移動(dòng)，它們開(kāi)始通過(guò)稱(chēng)為交換相互作用的力相互作用，隨著(zhù)波函數之間的重疊變得更強，這種力相互作用。

“原子足夠接近，一個(gè)波函數直接與另一個(gè)原子的波函數對話(huà)，”韓國基礎科學(xué)研究所的團隊成員Andreas Heinrich說(shuō)。

“交換相互作用負責大多數化學(xué) - 使分子鍵合的電子相互作用，導致泡利不相容原理，并導致磁相互作用，等等。”

在這個(gè)實(shí)驗中，研究人員將鈦原子沉積在兩個(gè)原子厚的氧化鎂層上，作為隔離絕緣體。

他們用兩種不同的方法測量了接近鐵原子對鈦原子能級的磁效應：電子自旋共振，它為更弱的相互作用提供了更詳細的測量，以及非彈性電子隧穿光譜，這使得能夠測量更緊密的相互作用。宿舍。

兩組測量結果落在同一指數曲線(xiàn)上，這讓研究人員相信他們正在測量大范圍內的一種相互作用。

Heinrich說(shuō)，對如此廣泛的能量進(jìn)行這種精確測量是原子級量子技術(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，因此我們可以構建結構，我們可以測量屬性并對量子操作進(jìn)行連貫控制。”

Heinrich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，然后對其中一個(gè)施加一個(gè)力，觀(guān)察原子之間的連接是如何變化的。

“我們可以了解一下潛在的機制，”他說(shuō)。

雖然海因里希對測量結果感到自豪，但他表示結果并不令人意外。

“這是我們所期望的詳細測量結果，”他說(shuō)。

“這就是使量子力學(xué)成為一種神奇工具的原因 - 它似乎只適用于你拋出的任何東西，而且恰恰是正確的。這太棒了。