原子和分子的新型“涡旋光束”是同类中的第一个

就像软冰淇淋一样，原子和分子束现在带有漩涡。

科学家们已经知道如何发射螺旋光束或电子束，即涡旋光束（序列号：2011 年 1 月 14 日 ）。研究人员在 9 月 3 日报道，现在，第一批原子和分子涡旋束已出现在菜单上 科学.

由光或电子组成的涡旋光束已显示出用于制作特殊类型的显微镜图像和利用量子物理学传输信息的前景。序列号：8/5/15）。但苏格兰格拉斯哥大学的物理学家索尼娅·弗兰克·阿诺德（未参与这项研究）表示，原子或分子等较大粒子的涡旋束太新了，其可能的应用尚不清楚。“现在真正知道我们能用它做什么可能还为时过早。”

在量子物理学中，粒子是用波函数来描述的，波函数是一种波状模式，可以让科学家计算在特定位置找到粒子的概率（序列号：2011 年 6 月 8 日）。但涡旋光束的波浪不会像水面上的涟漪那样上下晃动。相反，光束的粒子具有波函数，当光束穿过空间时，波函数会以螺旋运动的方式移动。这意味着光束带有称为轨道角动量的旋转力。“这确实是非常奇怪、非常不直观的事情，”以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的物理学家 Edvardas Narevicius 说。

Narevicius 及其同事通过让氦原子穿过由特殊形状的狭缝图案组成的网格（每个狭缝图案的宽度仅为 600 纳米）来创建新的光束。研究小组检测到涡旋光束的一个标志：原子在探测器上印记的一排甜甜圈形状的环，其中每个甜甜圈对应于具有不同轨道角动量的光束。

另一组甜甜圈揭示了氦准分子涡旋束的存在，氦准分子是当处于激发或通电状态的氦原子与另一个氦原子配对时产生的分子。

接下来，科学家可能会研究当分子或原子的涡旋束与光、电子或其他原子或分子碰撞时会发生什么。对于普通粒子束来说，这种碰撞是很容易理解的，但对于具有轨道角动量的粒子束来说，这种碰撞却不是很容易理解。用质子制成的类似涡旋束也可以作为探测亚原子粒子神秘内部的方法（序列号：2017 年 4 月 18 日）。

在物理学中，“当我们以全新的视角重新审视已知现象时，最重要的事情就会实现”，洛桑瑞士联邦理工学院洛桑联邦理工学院的物理学家伊万·马丹（Ivan Madan）说，他没有参与这项研究。“当然，这个实验让我们能够做到这一点。”