捕获单原子的两种方式

一是采用扫描隧道显微镜（STM）或原子力显微镜等在固体表面捕获并操纵单个原子。

典型的工作是由IBM的科学家在二十世纪九十年代完成的，他们采用STM移动吸附在金属表面的原子来排列成各种形状，尤其是用48个铁原子在铜表面形成半径为7.13纳米的量子空心围栏，并观察到囚禁表面态电子形成的驻波。

这种方案主要用于研究表面电子与原子的相互作用、无缺陷表面电子波衰减、电子与声子激子相互作用等。

另一种方法则是采用激光冷却并捕获气相中的单个原子。

典型的工作是在超高真空中采用磁光阱将原子冷却到接近绝对零度（其典型温度在绝对零度之上的万分之一度）并囚禁，然后采用一个非常小的光阱,从中“挑”出一个原子。

在这种情况下，一个原子几乎从环境中孤立出来，是一个典型的量子体系，它将会展现出一系列匪夷所思的特性，如既是波又是粒子的波粒二象性（单原子物质波），既死又活的薛定谔猫态（单原子电子叠加态）、现在所走的路径取决于未来的选择（单原子的惠勒延迟选择实验）等。

为了观察到这些奇特的现象，我们需要将室温下的原子冷却到极低温的状态，意味着将原子的速度从几百米每秒降到几米甚至几厘米每秒。