银色、相对柔软、活泼的镧系元素具有巨大潜力

在玻色-爱因斯坦凝聚体（Bose-Einstein condensates）首次诞生四分之一世纪后，《自然-物理学》出版了一期关于超冷量子气体领域发展及其未来潜力的焦点期刊。例如，原子显微镜、光学镊子或新的激光捕集器将向什么方向发展？来自因斯布鲁克大学（University of Innsbruck）实验物理系和奥地利科学院（Austrian Academy of Sciences）量子光学和量子信息研究所的Francesca Ferlaino和Matthew Norcia，在期刊的一篇评论文章中详细介绍了来自镧系元素的量子气体有哪些潜力。

30年前，当超冷量子气体开始被凝聚时，出于此目的选择了来自碱金属或碱土原子组的简单粒子，它们的外壳中只有一个或两个电子，例如锂或铷。它们被用来实现第一个玻色-爱因斯坦凝聚体。

10年后，第一批研究小组，包括因斯布鲁克大学团队，开始凝聚更复杂的粒子，即镧系元素。这些是银色的、相对较软的和活跃的金属。它们的原子在其外壳上有许多电子，而且它们也有磁性。

研究人员表示，乍一看，这听起来像是让程序变得不必要的复杂，而且当时还不清楚这些元素是否能够像较简单的元素一样被凝聚。但事实证明，经过大量的工作，镧系元素，特别是铒，有着神奇的发现：因为它们有很多方式可以吸收光子，冷却实际上更容易。这些原子相互作用的多种方式可以进行全新的实验。

例如，在2012年，研究团队首次成功地冷凝了铒。从那时起，许多研究小组已经实现了这些潜力，现在全世界有几十个小组在研究更复杂元素的超冷量子气体。

题为Developments in atomic control using ultracold magnetic lanthanides的相关研究论文发表在《自然-物理学》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.nature.com/articles/s41567-021-01398-7