诺奖得主趣讲“捕获原子”故事

■记者 张潇 实习生 邹敏

“嘿！你们看，这些气球中的分子被液氮冷却后变得好像煎饼一样扁平了，这就直观演示了当在同一体积中越来越多的原子被冷却时，气体变得稀薄了，很有趣吧？”昨日，西安交大校庆的讲坛上，年近七旬的诺贝尔奖获得者——W.D.菲利普斯教授将被液氮冷却后，扁平的彩色气球丢向了在座的学生中，生动的讲述和演示让深奥的物理学难题变成了乐趣，现场的学生们爆发出阵阵笑声和惊呼。

“Time， Einstein and the coolest stuff in the universe（时间，爱因斯坦和宇宙中最寒冷的事物）”菲利普斯教授这个演讲的题目看上去有些奇怪，原来，由于一般人很难一下子明白他的工作，所以他的演讲从最基本的科普——时间如何测量来讲起，演讲PPT中吐着舌头的爱因斯坦照片是为了提起这位先贤许多有关时间的物理理论，而由于寒冷的温度是降低原子速度的关键，那么寻找宇宙中最寒冷的事物自然也就是他的研究方法了。

除了变成薄片的气球，菲利普斯还将美丽的玫瑰放在了液氮里，“你们看。”他用手轻轻捏了捏鲜花，刚才还娇艳的花朵像玻璃一样碎了一地。而弹性很大的橡皮球在液氮降温后也变得极脆，扔出去后发出噼啪的炸裂声，随即碎成了一堆奇怪的渣滓。他再次补充道：“低温下物质性质的改变是显著的，这样大家就可以想象，处于比绝对零度还低温度中的超冷原子性质很快被改变，从而运动速度变慢了。”

1997年，49岁的菲利普斯教授与朱棣文、科昂·塔努吉（法国）因发明用激光冷却和捕获原子的方法，共同获得诺贝尔物理学奖。为什么要冷却原子？菲利普斯教授说：“像零下200度的液氮冷却了气球中气体一样，冷却会降低原子运动的速度，从而让我们更好地研究它们的内部结构。”菲利普斯获得诺贝尔奖的发现很有趣，是用激光把气体冷却到极低温度范围的各种方法，并且把冷却了的原子悬浮或拘捕在不同类型的“原子陷阱”中。被“捕获”的原子由于速度很慢，从而可以以极高的精确度得到研究，从而确定它们的内部结构。这一成果有什么应用呢？菲利普斯教授解释说：“最能达到时间测量精度要求的是原子钟，它的精度已经能达到10－14，相当于300万年不差一秒，而我们的研究有助于制作越来越精确的原子钟。”

在演讲现场，热情的交大学子将讲座场地簇拥得满满当当，对于大家的热情，菲利普斯教授非常高兴，在互动环节还亲手为每个提问的同学送小礼物：印有如元素周期表的科技小卡片，鼓励学生在科学世界里遨游成长。

他说：“简单地说，优秀的学子们都是极具好奇心的，这是我们做科研最大的动力。”由于这是他首次来到古城西安，菲利普斯教授对扑面而来的中国古文化气息非常感兴趣，他兴致勃勃地期待着翌日即将要参观的临潼兵马俑，他说：“我从事的工作就是自己最感兴趣的物理，但是我的爱好特别多，摄影、旅游，感受不同的文化都让我特别开心。”

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