在美国普渡大学相干与量子光学实验室，我国科学家汪正民博士在激光与原子体系相互作用领域发展了一项新的实验技术，在国际上首次获得原子体系连续态不同电子云影像，直接验证了量子力学的理论；通过分析实验上得到的与理论上计算的影像，首次完整地获得了连续态波函数的相对相位等三个微观原子参数，所得到的结果同时验证了量子亏损理论。汪正民与丹·埃里奥特博士合作的两篇有关论文已在《物理评论快报》和《物理评论a辑》上发表。
随着原子物理学研究的深化，到了20世纪70年代一个重要的研究领域是通过激光与原子相互作用，使原子多光子离化来进行光电角分布的研究。这是研究原子和分子结构以及光与物质相互作用的有力工具。与此同时，人们也开始用这一方法研究多光子离化过程中激发到连续态的各离化通道的相对离化截面和不同波函数间的相对相位等三个原子参数。长期以来，国际上都是用线偏振光进行传统方法光电子角分布的测量。但这一方法尚需借助其他实验结果或有关假设，因此使用线偏振光这种传统的测量方法难以得到可靠而确定的参数。
汪正民发展了一项独特的实验技术成功地解决了这一难题。其试验装置的主要部分是用一特制的光电子成像系统，收集在原子多光子离化过程中在激光与原子相互作用区向全空间发射的光电子。并通过改变激光的偏振态，在光电子成像系统的荧光屏上得到不同电子云的平面影像。这些影像包含了原子跃迁的全部信息。这是该项研究在实验技术上的关键性工作。为了从实验得到的电子云影像中获得这些原子参数，他们根据量子力学的原理建立了任意偏振态激光双光子离化的光电子角分布理论。按照这一理论，可计算出椭圆偏振光与铷原子相互作用产生的光电子所得到的电子云影像。再通过对由实验得到的电子云影像与理论计算得到的电子云影像的数据处理，同时获得了原子在双光子离化过程中的三个原子参数：连续态波函数s波和d波的相对相位：连续s态和d态的相对光离化截面和连续d态的两个精细态之间相对离化截面。在相当宽阔的激光波长范围内，该工作得到的波函数的相位与根据量子亏损理论计算的结果极为符合，从而直接验证了量子亏损理论。
这项研究工作被国际同行称为“发展了一个完整确定原子参数，颇为有趣有前途的新方法”，“提出了研究原子多光子离化细节的新的途径”。诺贝尔化学奖获得者布朗(herbert c.brown)教授称赞这些成果为“激动人心的发现”。《科学时报》2001.10.23 文/彭德建 张建平
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