中國、美國、澳大利亞科研人員組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)首次在實(shí)驗(yàn)中讓原子伴著光子“跳舞”，并揭示了這種“舞蹈”的“音樂節(jié)奏”。相關(guān)成果已發(fā)表于《物理評論快報(bào)》。

　　這個由中科院武漢物理與數(shù)學(xué)所研究員江開軍領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，利用渦旋光和原子相互作用，將超冷原子緩慢地旋轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的原子和渦旋光之間相干耦合，即超冷原子的自旋—軌道角動量耦合效應(yīng)。這是科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)自旋—軌道角動量耦合的穩(wěn)定狀態(tài)。

　　實(shí)驗(yàn)中，原子的狀態(tài)可以分為3種：自旋向上的原子轉(zhuǎn)而自旋向下的原子不轉(zhuǎn)；自旋向上的原子不轉(zhuǎn)而自旋向下的原子轉(zhuǎn)；兩種原子朝相反方向旋轉(zhuǎn)。通過控制光的強(qiáng)度和頻率，可以操控原子體系旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。“這就好比兩個人在舞廳跳舞，自旋向上和自旋向下分別代表男生和女生，而光場代表音樂，在不同的音樂節(jié)奏下，男生和女生以不同的旋轉(zhuǎn)方式翩翩起舞。”江開軍說。最終，他們首次從實(shí)驗(yàn)上獲得了這一耦合體系的基態(tài)相圖，即“舞蹈”的“音樂節(jié)奏”。

　　據(jù)介紹，這項(xiàng)研究由中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所和青島大學(xué)以及美國萊斯大學(xué)、澳大利亞斯威本科技大學(xué)的科研人員共同完成。他們在實(shí)驗(yàn)中所采取的方法為研究超冷原子體系的相變和非平衡動力學(xué)行為提供了新的途徑。