Atom Lazer Kostik

Yukarıdan aşağıya doğru akan bir atom lazeri, bir engelle karşılaştığında genellikle ışığın yaptığı gibi bir “kostik”, kırılmış bir model oluşturur. Kredi: Washington Eyalet Üniversitesi

Neredeyse soğutulmuş tamamen sıfırAtomlar sadece ışık gibi dalgalar halinde hareket etmekle kalmaz, aynı zamanda ışığın bir yüzme havuzunun dibinde veya kavisli bir şarap bardağında yaptığı yansıma veya kırılma modellerine benzer şekilde kostik adı verilen şekillere de odaklanabilir.

Washington Eyalet Üniversitesi’ndeki deneylerde bilim adamları, soğuk algınlığının önüne çekici veya itici engeller koyarak bu madde dalga kostiklerini görmek için bir teknik geliştirdiler. atom lazer. Sonuçlar, araştırmacıların bir makalede tanımladıkları, yukarı veya aşağı doğru “V” şekilleri, kıvrımlı uçlar veya kıvrımlardır. Doğa İletişimi.

Temel araştırma olmasına rağmen, bu kostikler, interferometreler ve atomik saatler gibi son derece hassas ölçüm veya zamanlama cihazları için potansiyel uygulamalara sahiptir.

WSU Yount’un seçkin profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Peter Engels, “Bu, ışığın nasıl manipüle edileceğine çok benzer bir şekilde madde dalgalarını nasıl manipüle edebileceğimizin güzel bir gösterimi” dedi. “Bir atom yerçekimi ile hızlanır, bu nedenle ışıkla görülmesi çok zor olan etkileri taklit edebiliriz. Ayrıca, atomlar birçok farklı şeye tepki verdiğinden, manyetik alanları, elektrik alanlarındaki veya yerçekimindeki gradyanları tespit etmede özellikle iyi olan yeni sensör türleri için potansiyel olarak bundan yararlanabiliriz.”

Bu etkileri elde etmek için, önce bilim adamlarının, WSU’daki Temel Kuantum Fiziği laboratuvarında başarabildikleri, Dünya üzerindeki en soğuk yerlerden birini yaratmaları gerekiyordu. Engels ve meslektaşları, bir vakum odasının içinde hapsolmuş bir atom bulutundan enerji almak için optik lazerler kullandılar ve onu mutlak sıfıra (-273,15 derece) çok yakın bir şekilde soğuttular. santigrat veya -459.67 derece Fahrenhayt).

Bu aşırı soğuk, atomların bilinen doğa yasalarından çok farklı şekillerde kuantum mekaniksel olarak davranmasına neden olur. Bu koşullarda, BenceAtomlar maddenin parçacıkları gibi davranmak yerine dalgalar gibi hareket eder. Bu tür atomlardan oluşan bulutlar, Bose-Einstein yoğuşmaları olarak bilinir ve adını, maddenin bu durumunu ilk kez tahmin eden teorisyenlerden, Albert Einstein ve Satyendra Nath Bose’dan alır.

Bu yoğunlaşmaları keşfetme sürecinde, WSU’daki araştırmacılar bir soğuk atom lazeri yarattılar, yani dalga benzeri atomlar bir sütunda sıralanmaya ve birlikte hareket etmeye başladılar.

WSU’da doktora sonrası araştırmacı olarak proje üzerinde çalışan ve şu anda Clare Boothe olan makalenin ilk yazarı Maren Mossman, “Bir ışık lazeri, paralelleştirilmiş, tutarlı bir foton akışıdır ve bunu esasen atomlarla yapıyoruz” dedi. Luce, San Diego Üniversitesi’nde fizik profesörü. “Atomlar bir nevi birlikte yürürler ve tek bir nesne gibi davranırlar. Sonra, bunu dürtersek ne olacağını görmeye karar verdik.”

Bu çalışma için araştırmacılar, yoluna optik engeller koyarak atom lazerini ‘dürttüler’, esasen belirli dalga boylarındaki lazer ışıklarını hızlanan atom akışı üzerine parlattılar. Bir engel türü atomları itiyor ve aşağı doğru kıvrımlı şekillerde kostikler oluşturuyordu; bir diğeri onları yukarı doğru sivri biçimlerde kostik yaparak çekti.

Araştırmacılar, sistemin ayrıca çok ayarlanabilir olduğunu, yani atomların ne kadar hızlı hızlandığını değiştirebileceklerini söyledi.

Engels, “Atom lazerlerindeki kostikler hiçbir zaman bu esneklikle gerçekten çalışılmamıştı” dedi.

Referans: “Bir atom lazerinde yerçekimi kostikleri” 10 Aralık 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-27555-3

Engels ve Mossman’a ek olarak, ortak yazarlar arasında WSU Fizik ve Astronomi Bölümü’nde doçent olan Michael Forbes ve şu anda Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda WSU’nun eski bir doktora sonrası araştırmacısı olan Thomas Bersano yer alıyor.

Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı tarafından sağlanan hibelerle desteklenmiştir.





#Atom #Lazer #Işığa #Benzer #Yansıtıcı #MaddeDalga #Modelleri #Oluşturuyor