科學家成功地用極紫外光脈衝操縱了量子系統，實現了對原子結構和量子態的精確控制。這種在義大利Elettra 同步加速器上展示的方法可以讓光引導化學反應，從而徹底改變化學過程和藥品生產。

該技術在氦原子上進行了演示：在這裡，研究團隊能夠操縱電子能階，隨後測量電子的運動。 圖片來源：Alessia Candeo – 米蘭理工大學

科學家利用極紫外線（XUV）光脈衝操縱量子系統的時間演化，在量子力學領域實現了突破性的里程碑。 這項重大突破由弗萊堡大學的Lukas Bruder 教授領導，與14 家國際研究機構合作完成，包括米蘭理工大學、米蘭國家研究委員會光子學與奈米技術研究所（CNR-IFN）、的里雅斯特國家研究委員會材料研究所（CNR-IOM）、國家核子物理研究所（INFN）、弗拉斯卡蒂國家實驗室（羅馬）和的里雅斯特的Elettra 同步加速器。

研究小組證明，透過利用XUV 光的特殊性質，可以在原子層面控制物質。 他們的實驗結果發表在《自然雜誌》上，實現了在超快時間尺度上精確操縱物質的量子態和化學特性。 研究人員在氦原子上成功測試了這項技術，調整了電子能階，並以前所未有的精確度測量了由此產生的電子運動。

國際研究小組成功地實現了這一具有挑戰性的目標，即在紫外光下對超短脈衝的振幅、相位和偏振進行雕刻，從而控制原子的行為。 這種控制水準能夠增強選定的量子過程，同時抑制其他過程。 實驗是在的里雅斯特Elettra 同步加速器的FERMI 自由電子雷射上進行的，該加速器是義大利領先的研究中心之一。

” 透過這項研究，我們將所謂的相干控制擴展到了XUV 和X 射線光譜區域。相干控制是指利用光來操縱化學反應的演變，並將其引向所需的化學產物，”CNR-IFN 的Cristian Manzoni 博士解釋。

“這一過程本質上是量子物理學的結果，它可以讓我們利用光作為化學試劑來控制反應效率。米蘭理工大學物理系的Giulio Cerullo 教授是這篇論文的共同作者之一。”

編譯自/ ScitechDaily