近日，美国麻省理工学院的一个物理学家小组利用激光束，成功捕获钾原子，并对超冷钾-40原子拍照的显微成像。研究人员利用激光束，捕获钾原子云于光学晶格，然后在冷却原子的同时，完成原子位置的成像。新技术使研究人员能够清楚地分辨单个费米原子，直接观察它们之间的磁相互作用，甚至探测系综内的纠缠。费米子特指一类粒子，它们具有半整数的自旋。费米子包含许多种基本粒子——夸克，电子，质子和中子等。
费米子的集体行为对周期表中的元素结构，以及高温超导体，超巨磁电阻材料，核物质特性等等，负有责任。为了绕过上述问题，Lawrence Cheuk, Martin Zwierlein和麻省理工学院的同事们，已经开发出一种显微镜技术，为超冷费米原子成像。他们使用一组激光，同时完成冷却原子和原子成像两项任务。使用标准的方法（包括激光冷却，磁捕获和原子气的蒸发冷却），所有费米原子被冷却到十分接近绝对零度。
在这一时间点，原子被装入光学晶格势阱，于是阻止了相邻费米原子之间的任何接触，以及相互作用。接下来，通过使用双激光束（每一束具有不同的波长），这些原子被进一步冷却。这种方法利用了拉曼跃迁：特定原子吸收一个光子，然后立即受激发射出另一个频率稍高的光子。在这个过程中，由于吸收光子与发射光子频率不同，原子的能态下跌一个振动能级。
使用这种方法，Zwierlein和他的同事们得以冷却95%以上装入的钾-40气体云原子，进而成像。团队惊讶地发现，即使在成像完成之后，费米原子仍然很冷。Chad Orzel，美国大学联盟的物理学家，他认为，研究成果令人印象深刻，因为它开辟了利用费米原子构建起一系列凝聚态物质模拟物的可能性。
他说，如果你观察光晶格中玻色子的行为，这便是超导体的类似物；在超导体中电子配对之后，行为就像玻色子；但晶格中的费米原子系统，更像是一个正常导体，其中电子受到泡利不相容原理的限制，你可以看到其他的有趣的行为；你可以同时考虑使用光场，以一种有趣的方式操控原子之间的相互作用，监视粒子如何走动。