奧地利因斯布魯克大學研究團隊首次利用光鑷技術，捕獲了擁有14個價電子的單個鉺原子。他們認為，未來可利用鉺復雜的電子結構，深入探索粒子之間更加細微的相互作用，開發出一系列具有創新性的量子科學實驗。相關論文發表在26日出版的《物理評論快報》上。

圖為鉺原子冷卻裝置的一部分。激光器發出的光用于捕獲鉺原子。圖片來源：奧地利因斯布魯克大學

光鑷利用緊密聚焦的激光束來操控小到單個原子的微觀物體。與光學晶格相比，光鑷技術可以更大的自由度和自定義的幾何形狀，實時重置原子的排列方式。

團隊透露，此前利用光鑷技術只能“擒獲”那些擁有一兩個價電子的簡單原子，最新進展為研究擁有多個價的復雜電子提供了一種全新方法。

除了成功捕獲鉺原子外，團隊還開發出了利用鉺不同內部狀態的成像方法。通過誘導不同波長的熒光，他們實現了兩種獨特的成像技術：一種是利用藍色光譜實現的超快群體分辨成像技術，這是光鑷物理學領域的一項新技術；另一種是利用黃色光譜實現的幾乎可以無損觀察物體的成像技術。

在這些進展的基礎上，新成像方法為研究量子系統開辟了新途徑。科學家將能在不干擾原子量子態的情況下，密切監測原子的行為。而且，由于觀測速度足夠慢，他們還能對系統進行連續探測。