Физичари кажу да су направили атомски ласер који може да ради „заувек“

Ново откриће омогућило је физичарима да створе сноп атома који се понаша на исти начин као ласер, а теоретски би могао да траје „заувек“.

Ово би коначно могло значити да је технологија на путу за практичну примену, иако постоје значајна ограничења која још увек важе.

Међутим, ово је огроман корак напред за оно што је познато као „атомски ласер“ – један таласни сноп направљен од атома који би се једног дана могао користити за тестирање основних физичких константи и микроинжењерске технологије.

Ласер за кукуруз постоји већ минут. Први атомски ласер креирао је тим са МИТ-а Физичари 1996. године. Концепт изгледа прилично једноставан: баш као што се традиционални ласери засновани на светлости састоје од фотона који се крећу са својим таласима у синхронизацији, ласери направљени од атома захтевају да се њихова таласна природа поравна пре него што се помешају као сноп.

Међутим, као и са многим стварима у науци, лакше је визуализовати концепте него перципирати. У ласерском атому корен је а стање материје позвани Босе-Ајнштајн кондензаторили БЕЦ.

БЕЦ се генерише хлађењем облака из бозони на само делић изнад апсолутне нуле. На тако ниским температурама, атоми тону у најниже могуће енергетско стање без потпуног заустављања.

Када достигну ове ниске енергије, квантна својства честица не могу да ометају једна другу; Они се довољно приближе један другом да изазову неку врсту сметњи, што резултира облаком атома високе густине који се понаша као један „супер атом“ или талас материје.

Међутим, БЕЦ-ови су помало контрадикторни. Веома је крхка. Чак и светлост може уништити БЕЦ. С обзиром да су атоми у БЕЦ Хлађен оптичким ласеромто обично значи да је БЕЦ ефемеран.

Атомски ласер који су научници до сада успели да постигну је био пулсирајући, а не свестран; То укључује само један импулс који се испаљује пре него што је потребно креирати нови БЕЦ.

Да би се створио континуирани БЕЦ, тим истраживача са Универзитета у Амстердаму у Холандији схватио је да је потребно нешто променити.

„У претходним експериментима, постепено хлађење атома је обављено на једном месту. У нашој поставци, одлучили смо да пропагирамо кораке хлађења не током времена, већ у простору: терамо атоме да се крећу док напредују кроз узастопне кораке хлађења“, Физичар Флоријан Шрек је објаснио.

„На крају, ултра-хладни атоми доспевају у срце експеримента, где се могу користити за формирање кохерентних таласа материје у БЕЦ. Али док користе ове атоме, нови атоми су већ на путу да регенеришу БЕЦ. У на овај начин можемо одржати процес – у суштини заувек.“

Ово „срце експеримента“ је замка која штити БЕЦ од светлости, резервоар који се може непрекидно допуњавати током експеримента.

Међутим, заштита БЕЦ-а од светлости расхладних ласера, иако једноставна у теорији, опет је била тежа у пракси. Нису постојале само техничке препреке, већ и бирократске и административне препреке.

„Када смо се преселили у Амстердам 2013., почели смо са скоком вере, позајмљеним новцем, празном собом и потпуно финансираним тимом личних грантова,“ Физичар Цхун Цхиа-цхен је рекао:који је водио потрагу.

„Шест година касније, у раним јутарњим сатима Божића 2019., експеримент је коначно био на висини задатка. Имали смо идеју да додамо додатни ласерски зрак да решимо још један технички проблем, и одмах свака слика коју смо снимили показала је БЕЦ , први континуирани талас БЕЦ.”

Сада када је први део континуираног атомског ласера ​​- део „континуираног атома“ – постигнут, тим је рекао да је следећи корак одржавање стабилног атомског зрака. Они то могу постићи померањем атома у неограничено стање, извлачећи тако талас дифузне материје.

Рекли су да су користили атоме стронцијума, популаран избор за БЕЦ, могућност отвара узбудљиве могућности. Атомска интерферометрија са стронцијумом БЕЦ може се користити, на пример, за истраживање релативности и квантне механике, или за откривање гравитациони таласи.

„Наш експеримент је аналог материјалног таласа оптичког ласера ​​са континуираним таласом са потпуно рефлектујућим огледалима шупљине“, Истраживачи су написали у свом раду.

„Ова демонстрација доказа о принципу пружа нови, до сада недостајући део атомске оптике, омогућавајући конструкцију кохерентних уређаја са континуираним таласима.

Претрага је објављена у темперамент природе.