中国科学技术大学教授卢征天及同事Florian Ritterbusch，运用全光激发实现了对极其稀有同位素氪-81的单原子探测，这一量子精密测量方法的重要进展，将助力地球与环境科学的探究。7月6日，相关成果以Optical Excitation and Trapping of81Kr为题，发表在《物理评论快报》上。
　　一种微量的惰性气体叫氪，在空气中的含量为百万分之一。氪由多种同位素组成，包括一种半衰期为23万年的放射性同位素氪-81，在空气中的含量仅为百亿亿分之一（10-18）。20世纪60年代，在空气中发现氪-81，科研人员梦想着用氪-81这个天然示踪剂来帮助了解环境中的水、冰循环过程，为百万年老的古地下水与冰川定年。卢征天发明了单原子灵敏检测方法“原子阱痕量分析”，可以一个一个地数出环境样品中所含的氪-81原子。
　　用原子阱捕获氪-81需要首先将原子激发到一个亚稳量子态上。目前，国际上均采用气体放电方法来制备亚稳态氪原子，方法简单可行，却存在激发效率低、样品损失和交叉污染等问题。科研组研制出一种高亮度共振真空紫外灯，并将其应用于全光激发氪原子，从而避免了气体放电所带来的种种问题。研究提出了新的机理来解释真空紫外光子在氪气中传播时的“自吸收”现象——光子在氪气中多次散射后并未损失，而是其频率发生了偏移。研究人员在保持光源高亮度特征的同时，减小了光频偏移，建成了基于全光激发的氪原子阱，并达到了每小时1800个氪-81原子的探测速率。对于古地下水研究和寻找百万年前形成的冰芯等科学问题，这种原子阱超灵敏分析工具带来了新的研究机遇。
　　研究工作得到科技部、国家自然科学基金、安徽省的资助。
　　论文链接 
　　科研人员调试高亮度共振真空紫外灯