远距离原子的推拉

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图片:格哈德·迈耶/柏林自由大学

想象一下海湾中的两个浮标,它们相距遥远,但用绳索彼此相连。在某些波浪中,当浮标彼此靠近和拉开时,绳索会交替地变得松弛和绷紧。事实证明,这根绳索与落在金属表面上的远距离原子之间发生的间接相互作用非常相似。这些原子(称为吸附原子)会受到一种在吸引和排斥之间振荡的力,这种力是由金属表面电子产生的驻波介导的。这种相互作用激起了环绕每个吸附原子的吸引和排斥环(参见右侧的扫描隧道显微镜图像)

在10月2日出版的《物理评论快报》中,柏林自由大学的卡尔-海因茨·里德和他的同事报告了对这种奇怪的远程相互作用的首次测量。他们的发现证实了诺贝尔奖得主、加州大学圣塔芭芭拉分校的沃尔特·科恩和 K. H. Lau 在 1978 年对这种力所做的预测。他们预测(现在里德已经证明)如果表面电子处于特定的量子态,这种相互作用将覆盖非常远的距离;它将是振荡的;并且振荡周期将随表面电子的波长而变化。研究人员希望,这些结果可能有助于阐明原子级结构如何在表面上形成。

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