繼丹麥著名物理學家尼爾斯?波爾在近一個世紀前提出氫原子模型后，美國萊斯大學物理學家領導的研究小組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)典力學原子模型極其相似的超大原子。相關研究工作發(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。波爾的模型引導人們更深入地認識了原子的化學和光學特性，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、萊斯大學物理學和天文學教授巴里?鄧寧表示，在足夠大的原子系統(tǒng)中，原子量級的量子效應能夠轉(zhuǎn)變?yōu)椴柲Ｐ完U述的經(jīng)典力學。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)。然后利用精細設計的一系列短電子脈沖來誘導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)典和量子混沌學的研究，均具有潛在應用價值。
 
　　該研究得到了美國科學基金會、能源部和奧地利科學家基金會等機構(gòu)的支持。