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【中国新闻网】中外科研人员在量子隧穿时间探测研究方面获进展

2019-12-16 11:22 新闻资讯 已读

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  自量子力学建立以来,关于量子隧穿的发生是否需要时间一直饱受争议。中国科学院精密测量院柳晓军团队13日公布其与俄罗斯、澳大利亚科研人员的合作成果,首次将基于“阿秒钟”的隧穿时间测量拓展到分子体系,得出该时间上限为10阿秒(1阿秒为10的负18次方秒)。

  量子隧穿效应是指在微观世界中,电子等微观粒子能够穿越高于自身能量位垒势的“奇异”行为。量子隧穿对理解众多自然现象,如恒星核聚变,放射性衰变等起着至关重要的作用,同时也是扫描隧道显微镜等现代科学仪器的物理基础。

  针对飞秒强激光场条件下原子内发生的电子隧穿电离是否需要时间,研究人员提出“阿秒钟”方案,通过将隧穿时间转化为隧穿电子发射角度的偏转,从光电子谱中读取隧穿时间信息。但过去十多年来,不同研究小组基于“阿秒钟”方案,结合不同原子体系开展研究得到的结论却大相径庭:隧穿电离或许瞬间发生,或许需花费百阿秒量级的时间。

  围绕这一争议,柳晓军团队及合作者提出一种新颖的、基于离子碎片测量的分子“阿秒钟”方案,将隧穿时间测量首次拓展到分子体系。研究团队将该方案应用于氢气分子的强场隧穿电离研究,得到的隧穿时间上限为10阿秒。

  柳晓军介绍,分子“阿秒钟”方案可望拓展用于其他复杂分子体系,进一步研究如分子结构、分子轨道对称性等复杂分子特性对强场隧穿电离过程的影响,进而深化对量子隧穿时间相关问题的认识。成果发表在物理学相关权威杂志上。

  自量子力学建立以来,关于量子隧穿的发生是否需要时间一直饱受争议。中国科学院精密测量院柳晓军团队13日公布其与俄罗斯、澳大利亚科研人员的合作成果,首次将基于“阿秒钟”的隧穿时间测量拓展到分子体系,得出该时间上限为10阿秒(1阿秒为10的负18次方秒)。

  量子隧穿效应是指在微观世界中,电子等微观粒子能够穿越高于自身能量位垒势的“奇异”行为。量子隧穿对理解众多自然现象,如恒星核聚变,放射性衰变等起着至关重要的作用,同时也是扫描隧道显微镜等现代科学仪器的物理基础。

  针对飞秒强激光场条件下原子内发生的电子隧穿电离是否需要时间,研究人员提出“阿秒钟”方案,通过将隧穿时间转化为隧穿电子发射角度的偏转,从光电子谱中读取隧穿时间信息。但过去十多年来,不同研究小组基于“阿秒钟”方案,结合不同原子体系开展研究得到的结论却大相径庭:隧穿电离或许瞬间发生,或许需花费百阿秒量级的时间。

  围绕这一争议,柳晓军团队及合作者提出一种新颖的、基于离子碎片测量的分子“阿秒钟”方案,将隧穿时间测量首次拓展到分子体系。研究团队将该方案应用于氢气分子的强场隧穿电离研究,得到的隧穿时间上限为10阿秒。

  柳晓军介绍,分子“阿秒钟”方案可望拓展用于其他复杂分子体系,进一步研究如分子结构、分子轨道对称性等复杂分子特性对强场隧穿电离过程的影响,进而深化对量子隧穿时间相关问题的认识。成果发表在物理学相关权威杂志上。

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