粒子三重态? 奇怪的物理理论近50年被证明

Vitaly Efimov曾预言的量子力学版本的博罗米恩环，标志着从2世纪左右第一次出现在阿富汗的佛教艺术，这个符号描绘了三个环连在一起，如果有任何环被移除，它们就会分开。

博罗米恩环，一个可以追溯到公元二世纪的符号，用锂原子重新创建的。图片版权：Wikipedia

Vitaly Efimov的理论模拟使用粒子环：三粒子（如原子或质子甚至夸克）可以结合在一起的一种稳定的状态，即使他们的任何两个无法结合第三个。物理学家首次提出的想法是基于数学证明，自1970年那时提出以来直到最近在实验室没有人能够证明这一现象。

由休斯敦莱斯大学的Randy Hulet率领的物理学家团队终于实现了粒子的三重态，并在科学杂志上发表了他们的研究成果。

Hulet告诉LiveScience说这是非常令人兴奋的，因为在40年的这种预测里最终得到验证。（1970年提出，于2009年被证明（距今近50年）然而关于三重态你曾知道吗？）

Vitaly Efimov曾计算，结合粒子态是可能的，而且是重复：新的束缚态可以达到更高的能量水平在一个无穷级数。所有的束缚态的能级会发生在是515的倍数。

Vitaly Efimov已经计算出结合粒子的三重态是可能的，并且它是重复的：在无限进展的更高和更高的能量水平下可以实现新的结合状态。所有重合状态将发生在515的倍数的能级。

半导体纳米晶体的三重态激子（excitons）的能量可以转移到结合在其表面上的分子受体上。图片来源：NC State University

为了证明他们真正创造了三重态，称为Efimov三聚体，研究人员产生了一组三个结合在一起的锂原子，然后以第一个结合能515倍的重现（基本上结合能指示粒子彼此结合需要多少能量，以及将它们分开的能量需要多少）。

研究人员使用了一种称为Feshbach共振的装置，使它们能够调整原子的能级，他们发现当它们达到515的倍数时粒子将会结合，但是在其他能量下它们不会，证明三重态真的是Efimov三聚体。

Hulet说这真的是一个惊人的效果，开始很多人不相信（Vitaly Efimov）这是一个非常奇怪的预测。

这个理论是独一无二的，因为它是一种所谓“三体”问题的特殊情况的解决方案。科学家已经解决了“两体”问题，也就是说他们根据起始位置，质量和速度准确计算出两个物体的移动距离。科学家们也可以为许多重合状态计算这种情况，但是对于一般的三体问题的纯粹解决方案是难以捉摸的。

由两对捕获离子组成的两个纠缠的机械振荡器的艺术表现。箭头表示两个离子的内部状态。两个机械振荡器之间的雾被用于表示纠缠。图片版权；John Jost and Jason Amini

Hulet说：物理学家可以很好地处理两体的问题，而且多体的问题还是很好的，但像Efimov三聚体中的这些多体变数就太多了。

Vitaly Efimov的计算不是解决一般情况下的解决方案，而是三聚体的具体情况，因此现实生活的例子发现验证他预测粒子的三重态是学习更多关于“少体”物理学的重要一步。