近期的《自然物理学》杂志发表了一篇关于超冷量子气体领域的发展及其未来潜力的文章。因斯布鲁克大学实验物理系和奥地利科学院量子光学与量子信息研究所的Francesca Ferlaino和Matthew Norcia在这篇评论文章中详细介绍了镧系元素在量子气体方面的潜力。

三十年前，当科学家开始凝聚超冷量子气体时，来自碱或碱土原子群的简单粒子(如锂或铷)被选择用于这一目的，这些简单粒子有个共同点：它们的外壳中都有一个或两个电子。科学家用它们首次得到了玻色-爱因斯坦凝聚。麻省理工学院的Wolfgang Ketterle与科罗拉多大学博尔德分校的Eric Cornell和Carl Wieman因此获得了2001年的诺贝尔物理学奖。

在那十年后，包括因斯布鲁克大学Francesca Ferlaino领导的团队在内的第一批研究小组开始凝聚更复杂粒子的镧系元素。镧系元素是银色的、相对较软的活性金属。它们原子的外壳中有许多电子，而且它们还具有磁性。

Ferlaino说：“乍一看，这听起来像是让生活变得不必要的复杂，当时还不清楚这些元素是否可以像更简单的元素一样浓缩。但事实证明，经过大量研究后，镧系元素(尤其是铒)是一种幸运的发现：由于它们可以通过多种方式吸收光子，因此冷却起来实际上更容易。这些原子相互作用的多种方式使得其有可能进行全新的实验。”

早在2012年，Francesca Ferlaino的团队就首次成功冷凝了铒。从那时起，许多研究小组已经意识到了镧系元素在这方面的潜力，现在全世界有数十个小组致力于研究更复杂元素的超冷量子气体。在《自然物理学》的这篇评论文章中，Ferlaino和Norcia介绍了镧系元素的特性并详细阐述了它们的研究潜力。（编译:Qtech）