據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月10日報(bào)道德國科學(xué)家首次使用純電場對電子進(jìn)行了有效地引導(dǎo)新的電導(dǎo)技術(shù)就像光纖中的波導(dǎo)一樣有望應(yīng)用于導(dǎo)物質(zhì)波實(shí)驗(yàn)非侵入性電子顯微鏡等多個(gè)領(lǐng)域相關(guān)研究發(fā)表在5月9日出版的《物理評論快報(bào)》上

　　
厘清電子的屬性對人們理解自然界的基本法則非常重要電子是首個(gè)顯示出具有類似波的性質(zhì)的基本粒子因此其在量子力學(xué)理論的發(fā)展過程中不可或缺觀測電子會給科學(xué)家研究物理學(xué)的基本法則提供新的視域然而電子小且運(yùn)行速度極快因此很難控制

　　
目前與限制電子有關(guān)的實(shí)驗(yàn)主要在彭寧離子阱中進(jìn)行該離子阱將一個(gè)穩(wěn)恒磁場同一個(gè)振蕩電場結(jié)合在一起離子阱中使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)保羅阱1989年由因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的德國物理學(xué)家沃爾夫?qū)?span id="qj60t6x" class="myIcon">保羅發(fā)明保羅阱建立于施加了一個(gè)射頻電壓的四個(gè)電極上得到的電場會產(chǎn)生讓離子保持在陷阱中央的驅(qū)動(dòng)力

　　
現(xiàn)在馬克斯普朗克超快量子光學(xué)科研小組的負(fù)責(zé)人皮特霍默霍夫領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)將保羅阱應(yīng)用于引導(dǎo)電子上通過朝建造在一個(gè)平板襯底上的電極施加一個(gè)約為1吉赫（GHz千兆赫茲）的微波電壓首次使用純電場有效地引導(dǎo)了電子慢速運(yùn)動(dòng)對于很多具有增殖電子的實(shí)驗(yàn)比如要用到慢電子的干涉量度實(shí)驗(yàn)來說使用純電場限制電子非常具有優(yōu)勢

　　
實(shí)驗(yàn)中電子在一個(gè)熱源中（像鎢絲在燈泡中被加熱一樣）產(chǎn)生射出的電子被校準(zhǔn)同幾個(gè)電子伏特的一束平行光束平行因此電子無法進(jìn)入由一個(gè)平板襯底上的5個(gè)電極生成的波導(dǎo)中而是由電極上方半毫米內(nèi)的一個(gè)振蕩四極場將電子限制在徑向縱向沒有力施加于電子上此處的電子能沿著導(dǎo)管自由行進(jìn)因?yàn)閺较虻南拗品浅?qiáng)電子被迫沿著電極小范圍波動(dòng)地行進(jìn)

　　
霍默霍夫表示該實(shí)驗(yàn)證明電子能被純電場有效地引導(dǎo)然而因?yàn)殡娮釉串a(chǎn)生的有些電子束校準(zhǔn)得不那么好實(shí)驗(yàn)中失去了很多電子未來科學(xué)家計(jì)劃將新的微波導(dǎo)同鋒利金屬尖的電場產(chǎn)生的電子源結(jié)合在一起有望提供校準(zhǔn)得非常好的電子束

　　
科學(xué)家能利用新試驗(yàn)觀測徑向電壓上電子的每個(gè)量子力學(xué)振蕩該試驗(yàn)的參與者約翰內(nèi)斯霍夫羅格表示實(shí)驗(yàn)中觀察到的電子被強(qiáng)烈限制意味著電子不太可能從一個(gè)量子狀態(tài)躍遷到更高狀態(tài)單個(gè)量子狀態(tài)會持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間科學(xué)家可用此進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)諸如使用被引導(dǎo)的慢電子進(jìn)行的干涉量度實(shí)驗(yàn)等新方法也能用于開發(fā)新式電子顯微鏡技術(shù)