芬兰科学家通过操纵数十万个极冷原子,首次制造出了名为“爱丽丝环”的奇特量子物体。这是一个环状拓扑缺陷物体,它可改变穿过或透视它的量子物体的性质。这一突破为探索宇宙学或高能物理学领域的一些理论提供了新机会。相关论文发表于29日出版的《自然·通讯》杂志。
从理论上讲,包括极冷原子的集合,甚至整个宇宙在内的量子系统,应该包含被称为拓扑缺陷的奇特物体,不过,这样的缺陷很难制造并观察。但芬兰阿尔托大学研究人员找到了解决办法。
他们首先将25万个铷原子放入一个真空室内,然后用激光照射它们,以减慢其运动速度,并将其温度降低到接近绝对零度。在此情况下,所有铷原子表现得像一个大的量子物体。由于拥有自旋这一量子特性,这个量子物体对磁场很敏感。随后,研究团队确定了正确磁场的方向和强度,以扭曲原子。