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- 1、关于原子的亚稳态介绍
- 2、新高科技：掌握亚稳态物质
1、关于原子的亚稳态介绍
[拼音]：yuanzi de yawentai
[外文]：metastable state of atom
原子的一种特殊的激发态，它不能通过电偶极辐射而跃迁到任何较低的能态，因而有很长的寿命(10-3秒或更长)。氦原子的23S1态和 21S0态就是这种亚稳态，在所有原子的亚稳态中，它们具有的激发能最高（分别为19.77eV，20.6eV）。原子可以从较高的能态跃迁到亚稳态，或者在同电子的碰撞中获得能量而从基态跃迁到亚稳态。亚稳原子则可以在碰撞中转移出激发能而返回基态。
亚稳原子可能在电场或磁场作用下发射光子（强迫电偶极辐射），也可能通过磁偶极辐射或电四极辐射而发射光子以及发射双光子，不过这些辐射强度都很弱。
在气体放电中，亚稳原子比处于基态的原子易于电离，也易于发生碰撞能量转移或彭宁电离（见原子和分子的电离），从而影响放电特性。在氦氖激光器中，亚稳氦原子通过与基态氖原子碰撞，把能量转移给氖原子，使后者的某些能级间实现粒子数反转。由于亚稳态寿命长，谱线自然宽度窄，可用于精密测量氢和类氢原子的兰姆移位和里德伯常数，检验量子电动力学理论的正确性。
2、新高科技：掌握亚稳态物质
由Hubry等人所使用的实验装置的细节，以研究量子多体系统的亚稳态和雪崩动力学。图片版权：ETH Zurich/D-PHYS Heidi Hostettler
在量子电子研究所的Tilman Esslinger小组的Lorenz Hruby和他的同事们在一个非常基本的层面上解决了这个问题，他们在本周发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的一篇论文中报道了这一问题。他们在一个人造的量子人体系统中创造了亚稳态，这是一种原子气体，其基本的量子特性是已知的，并且它们的行为可以具有很高的精确度和灵活性。在这个系统中，Hruby等人观察到两个亚稳态的状态，其特征是原子的有序排列，这让人想起了大分子可以采用的独特结构。重要的是成功地实时监测了这两种状态之间的气体交换情况。发现在交换过程中，几千个原子通过量子隧穿在时间尺度上，单个粒子改变它们的位置。
作为“隧道雪崩”的触发点，研究小组确定了原子气体表面的过程。通过对实验观测与理论模型的比较，确定了开关时间尺度是由原子本身的相互作用而非外部控制参数来确定的。这一过程的核心是研究人员让原子在短(原子)和长距离之间同时相互作用的能力。这使得粒子能够参与错综复杂的相互作用，从而在多种材料中产生引人入胜的特性，同时将系统的表面与核心结合起来。这项研究为物质的亚稳态和在这些状态之间转换的过程提供了基本的见解。在这些实验中所显示的高度控制，以及与理论模型比较实验结果的可能性，可以为研究亚稳态的动力学和相关的过程提供一个通用的平台。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：美国国家科学院院刊
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：ETH Zurich
编译：光量子
审校：博科园
本文关键词：原子亚稳定结构，亚稳态粒子，氦原子的亚稳态是什么，原子亚稳态形成的原因，什么是亚稳态物质。这就是关于《关于原子的亚稳态介绍，氦原子的亚稳态是什么（新高科技：掌握亚稳态物质）》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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