首次测量到极化原子间的弱引力

奥地利科学家首次在激光的帮助下，将几个原子同时极化，使原子的两面带正、负电荷，相互吸引形成非常特殊的成键状态，并对其进行了测量。这项研究发表于《物理评论X》，有望在量子和天体物理学中发挥作用。

在电中性的原子中，带正电荷的原子核被带负电荷的电子包围，这些电子像云一样包围着原子核。如果外加电场，电荷分布会发生微小的变化：正电荷朝一个方向轻微移动，负电荷朝另一个方向轻微移动，原子突然呈现出带正电的一面和带负电的一面3354极化。

研究人员解释说，由于光是一种变化非常快的电磁场，激光也可能产生这种偏振效应：当几个原子彼此相邻时，激光以完全相同的方式使它们偏振，左右两侧分别带正电和负电，因此相邻的原子可以相互吸引。

长期以来，理论已经预测了上述效应。在最新的研究中，维也纳工业大学与因斯布鲁克大学合作，首次成功测量了原子之间这种奇怪的相互吸引。首先，原子在原子芯片上的磁阱中被捕获并冷却，然后磁阱关闭，原子被释放并自由下落。虽然原子云“超级冷”，但它的能量足以让它在下落的过程中膨胀。在这个阶段，如果原子被激光束极化，它们之间产生引力，原子云的膨胀就会变慢，因此可以测出原子之间的引力。

论文第一作者、维也纳技术大学的米拉梅沃格(Milla Mevog)指出，用激光束极化单个原子并不新鲜，但最新实验的关键是首次以可控的方式成功地将几个原子极化在一起，并测量它们之间的吸引力。这种吸引力有助于操纵极冷的原子，这在量子力学和天体物理学中很重要。在浩瀚的太空中，小作用力可以发挥大作用，有助于为一些天体物理场景提供新的解释。