科学家成功地用极紫外光脉冲操纵了量子系统，实现了对原子结构和量子态的精确控制。这种在意大利 Elettra 同步加速器上展示的方法可以让光引导化学反应，从而彻底改变化学过程和药品生产。

该技术在氦原子上进行了演示：在这里，研究团队能够操纵电子能级，随后测量电子的运动。 图片来源：Alessia Candeo - 米兰理工大学

科学家们利用极紫外（XUV）光脉冲操纵量子系统的时间演化，在量子力学领域实现了突破性的里程碑。 这一重大突破由弗莱堡大学的 Lukas Bruder 教授领导，与 14 家国际研究机构合作完成，包括米兰理工大学、米兰国家研究委员会光子学与纳米技术研究所（CNR-IFN）、的里雅斯特国家研究委员会材料研究所（CNR-IOM）、国家核物理研究所（INFN）、弗拉斯卡蒂国家实验室（罗马）和的里雅斯特的 Elettra 同步加速器。

研究小组证明，通过利用 XUV 光的特殊性质，可以在原子层面控制物质。 他们的实验结果发表在自然杂志上，实现了在超快时间尺度上精确操纵物质的量子态和化学特性。 研究人员在氦原子上成功测试了这一技术，调整了电子能级，并以前所未有的精确度测量了由此产生的电子运动。

国际研究小组成功地实现了这一具有挑战性的目标，即在紫外光下对超短脉冲的振幅、相位和偏振进行雕刻，从而控制原子的行为。 这种控制水平能够增强选定的量子过程，同时抑制其他过程。 实验是在的里雅斯特 Elettra 同步加速器的 FERMI 自由电子激光器上进行的，该加速器是意大利领先的研究中心之一。

"通过这项研究，我们将所谓的相干控制扩展到了 XUV 和 X 射线光谱区域。 相干控制是指利用光来操纵化学反应的演变，并将其引向所需的化学产物，"CNR-IFN 的 Cristian Manzoni 博士解释说。

"这一过程本质上是量子物理学的结果，它可以让我们利用光作为化学试剂来控制反应效率。 米兰理工大学物理系的 Giulio Cerullo 教授是这篇论文的共同作者之一。"

编译自/ScitechDaily