繼丹麥著名物理學(xué)家尼爾斯·波爾在近一個(gè)世紀(jì)前提出氫原子模型后，美國(guó)萊斯大學(xué)物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組7月1日表示，他們成功地獲得了直徑接近1毫米、與波爾的經(jīng)典力學(xué)原子模型極其相似的超大原子。相關(guān)研究工作發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》網(wǎng)站上。
 
　　1913年，波爾首次創(chuàng)立了原子理論模型，他認(rèn)為電子圍繞著原子核進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，如同行星環(huán)繞恒星飛行。波爾的模型引導(dǎo)人們更深入地認(rèn)識(shí)了原子的化學(xué)和光學(xué)特性，他本人也因此在1922年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。然而，波爾模型中關(guān)于電子在原子核周?chē)蛛x軌道上進(jìn)行環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的觀(guān)點(diǎn)最終被量子力學(xué)理論所取代，后者揭示電子并不具有精確的位置，而是呈現(xiàn)類(lèi)似波動(dòng)狀態(tài)的分布。
 
　　研究小組負(fù)責(zé)人、萊斯大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)教授巴里·鄧寧表示，在足夠大的原子系統(tǒng)中，原子量級(jí)的量子效應(yīng)能夠轉(zhuǎn)變?yōu)椴柲Ｐ完U述的經(jīng)典力學(xué)。他和小組成員利用處于高激發(fā)態(tài)的里德伯原子和一系列脈沖電磁場(chǎng)，通過(guò)操縱電子的運(yùn)動(dòng)，讓電子出現(xiàn)了像行星圍繞恒星那樣在原子核周?chē)M(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
 
　　實(shí)驗(yàn)中，研究人員首先使用激光器光波照射鉀原子，讓其處于高激發(fā)態(tài)。然后利用精細(xì)設(shè)計(jì)的一系列短電子脈沖來(lái)誘導(dǎo)原子形成一個(gè)精確的穩(wěn)定構(gòu)造，這時(shí)點(diǎn)狀“固定”電子在遠(yuǎn)離原子核的軌道上繞核做圓周運(yùn)動(dòng)。研究人員表示，事實(shí)上這種狀態(tài)的原子體積非常巨大，其直徑接近1毫米。
 
　　測(cè)量顯示，呈“固定”狀態(tài)的電子在多個(gè)軌道上，其行為同經(jīng)典粒子所描述的十分類(lèi)似。鄧寧認(rèn)為，他們的研究工作無(wú)論是對(duì)未來(lái)計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)還是對(duì)經(jīng)典和量子混沌學(xué)的研究，均具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
 
　　該研究得到了美國(guó)科學(xué)基金會(huì)、能源部和奧地利科學(xué)家基金會(huì)等機(jī)構(gòu)的支持。