打造「永存」原子雷射　物理學家有嶄新突破

原子雷射是由以單波形式前進的原子所形成的光束，但現在物理學家邁出了巨大的一步，嶄新突破了「連續原子」，創造出表現起來如同雷射光的原子束，理論上可以「永久」存在；儘管仍有部分重大限制，研究團隊下一步將致力於維持穩定的原子光線，藉此提取傳播中的物質波。

圖/123RF

第一道原子雷射是在 1996 年，由麻省理工學院（MIT）的物理學家團隊所創造的。此概念聽起來相當簡單：就像傳統以光為基礎的雷射，是包含以同步波的形式進行移動的光子般，一道由原子所組成的雷射會需要它們波的特性先對齊後，才能作為光束而射出。

基於概念先行，原子雷射起源於玻色—愛因斯坦凝聚(簡稱BEC)，這是近年來物理學領域內的一個前沿性熱點研究課題；BEC是指巨觀數量的玻色粒子處於相同的量子態，條件是要求系統的溫度必須低於某一臨界溫度。在該理論提出之初，由於要求溫度達到10-6K量級的低溫，所以初期BEC幾乎被認為無法實現。但隨著雷射冷卻與捕獲原子技術的迅速發展，滿足了實現BEC所要求的極低溫條件。

科學家們目前嘗試達成的原子雷射是脈衝型式而不是連續型式，為了製造出連續 BEC，物理學家在空間中分散冷卻步驟，並讓原子移動，最終，極冷的原子們抵達「實驗核心」，這是一個讓 BEC 避免被光照射的阱，只要實驗持續進行，就能夠被持續補充的儲存槽。

雖然理論上很簡單，但是在實際操作上仍有困難存在，研究人員指出，這項實驗是針對具有全反射腔鏡的連續波型式光學雷射，所打造的物質波類比；此概念驗證的展示，提供了原子光學新的、迄今為止失蹤的一塊訊息，未來將能夠打造出連續且同調的物質波設備。（記者／白水曉）

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