如果你得到一個足夠冷的致密量子氣體云，你可以直接看穿它。這種稱為“泡利阻塞”現(xiàn)象的原因，與形成原子結(jié)構(gòu)的效應(yīng)相同，現(xiàn)在已經(jīng)首次被人類所觀察到。

已經(jīng)有三個相互獨立的團(tuán)隊宣布觀察到這一現(xiàn)象。新西蘭奧塔哥大學(xué)的阿米塔·德布(Amita Deb)是其中一個團(tuán)隊的成員，她說：“三十多年前就有理論預(yù)測這個現(xiàn)象，這是第一次通過實驗驗證了這個預(yù)測。”

泡利阻塞發(fā)生在由一種稱為“費米子”的粒子組成的氣體中，構(gòu)成所有原子的質(zhì)子、中子和電子都屬于費米子，這些粒子遵循稱為泡利不相容原理的規(guī)則：在給定系統(tǒng)中，沒有兩個相同的費米子可以占據(jù)相同的量子態(tài)。

首位創(chuàng)建量子簡并費米原子氣體的科學(xué)家，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的物理教授布賴恩·德馬科說：“這一效應(yīng)也是你不會從地板上掉下來的原因，這種很難觀察的物理現(xiàn)象就在你身邊，它有助于確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性?！?/p>

當(dāng)氣體中的費米子緊密地堆積在一起，以致于所有可用的量子態(tài)都以一種稱為“費米?！钡奈镔|(zhì)形式被填充時，就會發(fā)生泡利阻塞。在這種情況下，粒子將無法移動，因此光無法向它們傳遞動量。因為被粒子吸收或反射的光會產(chǎn)生動量，所以光被迫直接穿過而不與氣體相互作用。

另外一個發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)的團(tuán)隊成員，麻省理工學(xué)院的博士后研究員Yair Margalit說：“這是一種非?；镜默F(xiàn)象，但它看起來像魔鬼一樣——需要在極端條件下才能看到它——高密度和超低溫——我們很難同時獲得這兩種情況?！?br>

三個團(tuán)隊都用被磁阱捕獲的原子進(jìn)行了類似的實驗，然后冷卻到接近絕對零度。這些團(tuán)隊使用了不同的原子，但發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果：當(dāng)氣體足夠冷且密度足以形成“費米?！睍r，從氣體中散射的光顯著降低。

第三個團(tuán)隊的成員，科羅拉多州 JILA 研究所的Christian Sanner博士表示，這一發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員研究處于高能或激發(fā)態(tài)的原子——這些原子往往會迅速衰變。“想象一下，從其他地方取出一個激發(fā)態(tài)的原子，并將其放入這個費米海中。當(dāng)它試圖從激發(fā)態(tài)恢復(fù)時，它就被“阻塞”了無法釋放能量,因此該原子激發(fā)態(tài)的壽命就被人為地延長了?！?/p>

研究人員說，這種現(xiàn)象在量子計算機(jī)中也很有用。這是因為其中一些設(shè)備中使用的原子對入射光非常敏感，在費米海中準(zhǔn)備量子計算機(jī)的原子，可以降低這種敏感性，并幫助它們更長時間地保持其量子態(tài)，從而提高量子計算系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3483

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3470

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