繼丹麥著名物理學(xué)家尼爾斯?波爾在近一個世紀前提出氫原子模型后，美國萊斯大學(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《物理評論快報》網(wǎng)站上。
 
　　1913年，波爾首次創(chuàng)立了原子理論模型，他認為電子圍繞著原子核進行圓周運動，如同行星環(huán)繞恒星飛行。波爾的模型引導(dǎo)人們更深入地認識了原子的化學(xué)和光學(xué)特性，他本人也因此在1922年獲得諾貝爾獎。然而，波爾模型中關(guān)于電子在原子核周圍分離軌道上進行環(huán)繞運動的觀點最終被量子力學(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)類似波動狀態(tài)的分布。
 
　　研究小組負責人、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，通過操縱電子的運動，讓電子出現(xiàn)了像行星圍繞恒星那樣在原子核周圍進行圓周運動的狀態(tài)。
 
　　實驗中，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)。然后利用精細設(shè)計的一系列短電子脈沖來誘導(dǎo)原子形成一個精確的穩(wěn)定構(gòu)造，這時點狀“固定”電子在遠離原子核的軌道上繞核做圓周運動。研究人員表示，事實上這種狀態(tài)的原子體積非常巨大，其直徑接近1毫米。
 
　　測量顯示，呈“固定”狀態(tài)的電子在多個軌道上，其行為同經(jīng)典粒子所描述的十分類似。鄧寧認為，他們的研究工作無論是對未來計算機的開發(fā)還是對經(jīng)典和量子混沌學(xué)的研究，均具有潛在應(yīng)用價值。
 
　　該研究得到了美國科學(xué)基金會、能源部和奧地利科學(xué)家基金會等機構(gòu)的支持。