科學家發現全新原子連接方式
里德伯分子的電子密度
研究者們終於觀察曾長期被預言過的一種分子：蝴蝶型里德伯分子。
「這是一種新型連接方式，即一個電子能捕捉一個原子，這從化學的角度看很是新穎，」研究者Chris Greene說。「這是原子與原子連接的全新方式。」
原子其實挺難描述的，說簡單點，質子和中子組成了原子核，外面包圍著一層電子。在里德伯分子中，這些電子距離原子核非常非常遠，但是仍然圍繞著它。在2002年，普渡大學的研究者曾預言一個能夠吸引並連接另外其他原子的里德伯分子——當時被認為是不可能存在的。現在，這個理論被證實了。
「對一般的原子而言，電子離原子核通常只有一兩埃的距離，但是在里德伯原子中，它們的距離可以遠到100倍或者1000倍，」Greene說。「在八十年代末和九十年代早期研究的基礎上，2002年的理論假設了這種遙遠的里德伯電子可以將原子和另一個相隔甚遠原子連接起來。這種電子就像是牧羊犬。每當它經過另一個原子時，里德伯原子就把對方稍微吸引過來一點，把它往一個點慢慢推動，直到完全俘獲它，並將兩個原子捆綁在一起。」
雖然這個發現令人興奮，但是其中的蘊含的意義還難以說清。主要來說，這是原子之間相互連接的全新方式，這將打開大量的可能性。但是這種變化需要具體條件。為了讓它發生，Greene和同事們必須將銣氣降到幾乎是絕對零度，然後他們使用激光將電子從原子核身邊推開，然後才觀察到這一現象。
「無論什麼時候，只要另一個原子剛好處在合適的距離中，你就可以調整激光頻率來捕捉這些原子，從而形成理論中的里德伯分子，」Greene說。
證實這個完成的理論過程非常令人滿意也鼓舞人心。「這是一個清楚明確的演示，證明這種分子的存在，」Greene說。「它同樣驗證了我們的整套理論研究方法和針對這種新型分子的研究。」
這項發現有力地支持了基礎量子論，該理論是由諾貝爾獎得主費米提出的，它們闡述了電子是如何運行的，以及它們之間的相互作用。
他們的研究已經發表在《自然》上。
[許叔 via zmescience]
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