在博尔德市政机场最近温暖，阳光明媚的早晨，CU博尔德物理学教授和JILA研究员Dana Anderson站在停机坪上，他的同事准备带着一些非常非常冷的原子进入天空。

安德森坐在单螺旋桨飞机的机翼上，靠在机身内部，对后座的设备做了一些最后的调整。这个设置只是一个立体声放大器的大小，但它利用了物理学的奇迹：一个约1000万个原子的微小云，冷却到接近绝对零度并被激光器锁定到位，力量约为1,000 Gs-接近100乘以超音速战斗机中的人所经历的g力。

安德森希望这种精密的磁光阱或MOT能够在到达怀俄明州夏延的大约75分钟往返飞行中保持足够的鲁棒性以抵抗振动和无线电信号。超冷原子通常在高度受控的实验室条件下产生。这一天的示威活动是首次尝试将MOT作为乘客乘坐普通民用飞机的尝试之一。

“这是令人兴奋的，这也是我们这样做的原因，”现任JILA主席安德森说，他是CU博尔德和国家标准与技术研究所的联合研究所。

凝聚态物理背后的科学并不是全新的，但潜在应用的范围在近几十年才有所增长。CU Boulder和JILA的Eric Cornell和Carl Wieman分享了2001年诺贝尔物理学奖，因为它成功地创造了玻色 - 爱因斯坦凝聚体(BEC)，这是一种新形式的物质，其中玻色子被冷却以占据其最低的量子态。

与康奈尔和威曼合作的安德森花了数年时间研究如何将这些超冷原子集成到下一代航空航天传感器和导航设备中。当原子冷却到接近绝对零度时，由于与重力和磁场的强烈相互作用，它们开始具有更基本的灵敏度。

一旦在MOT环境中被激光冷却并困在适当位置，这些超冷原子群就可用于惯性传感，提供与加速度计(测量直线中的速度变化)相当的信息和陀螺仪(测量旋转) 。两者都是航空的必备工具。

原子惯性传感一旦经过改进和完善，将被认为比目前无处不在的GPS技术更加可靠和准确，后者依靠卫星数据来确定位置。

“GPS很精致，无论是有意还是无意，都很容易卡住，”安德森说。“如果没有它，你希望能够知道你要去哪里。。。我们还没有能够闭着眼睛从博尔德飞往肯尼迪国际机场。“

2007年，安德森成立了一家位于博尔德的创业公司ColdQuanta，以进一步开展他的超冷原子研究，并为该技术创造商业应用。ColdQuanta创造的这款最新迷你MOT主要采用玻璃，陶瓷和硅而不是金属制造，以创造一个足够小的单元，可以在飞机上行走 - 不容易设计。

Vescent Photonics是一家创建电光技术的JILA衍生公司，为MOT提供激光元件。

安德森跳进驾驶舱，戴上耳机，准备将飞机飞到夏安，而他的同事杰米拉米雷斯 - 塞拉诺和珍妮特杜根，都是ColdQuanta的科学家，一起骑车监视设备。飞行结束后，研究人员计划分析数据，看看MOT是如何坚持的，以便继续调整设计。

在最后的准备工作完成后，飞机将被清除起飞。在代表ColdQuanta和Vescent科研人员的旁观者的欢呼声中，安德森启动了发动机。这架小型飞机滑行到跑道边缘，顺利起飞，进入早晨的阳光。

版权说明： 本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

标签：