Fizikçiler, ‘sonsuza kadar’ çalışabilecek bir atomik lazer yaptıklarını söylüyorlar.

Yeni bir buluş, fizikçilerin bir lazerle aynı şekilde davranan ve teorik olarak “sonsuza kadar” sürebilen bir atom demeti yaratmasına izin verdi.

Bu, hala geçerli olan önemli sınırlamalar olmasına rağmen, teknolojinin pratik uygulamaya doğru yolda olduğu anlamına gelebilir.

Bununla birlikte, bu, bir gün temel fiziksel sabitleri ve mikro mühendislik teknolojisini test etmek için kullanılabilecek atomlardan oluşan tek bir dalga demeti olan “atomik lazer” olarak bilinen şey için ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır.

Mısır lazeri bir dakikadır etrafta. İlk atomik lazer, MIT’den bir ekip tarafından oluşturuldu 1996 yılında fizikçiler. Konsept oldukça basit görünüyor: Tıpkı geleneksel ışık tabanlı lazerlerin dalgaları ile senkronize hareket eden fotonlardan oluşması gibi, atomlardan oluşan lazerler de bir ışın olarak karıştırılmadan önce dalga benzeri doğalarının hizalanmasını gerektirir.

Ancak, bilimdeki birçok şeyde olduğu gibi, kavramları görselleştirmek algılamaktan daha kolaydır. Lazer atom kökünde bir Maddenin durumu aranan Bose-Einstein yoğunlaştırıcıveya BEC.

BEC, bulut soğutması tarafından oluşturulur bozonlar mutlak sıfırın üzerinde sadece bir kesir. Böyle düşük sıcaklıklarda, atomlar tamamen durmadan mümkün olan en düşük enerji durumuna düşer.

Bu düşük enerjilere ulaştıklarında parçacıkların kuantum özellikleri birbiriyle etkileşemez; Bir tür girişime neden olacak kadar birbirlerine yeterince yaklaşırlar, bu da tek bir “süper atom” veya madde dalgası gibi davranan yüksek yoğunluklu bir atom bulutuyla sonuçlanır.

Ancak, BEC’ler biraz çelişkilidir. Çok kırılgandır. Işık bile BEC’yi yok edebilir. BEC’deki atomların Optik lazer ile soğutulurbu genellikle bir BEC’nin geçici olduğu anlamına gelir.

Bilim adamlarının şimdiye kadar başarabildikleri atomik lazer, çok yönlü değil, darbeli olmuştur; Yeni bir BEC’nin oluşturulması gerekmeden önce yalnızca bir darbenin ateşlenmesini içerir.

Sürekli bir BEC oluşturmak için Hollanda’daki Amsterdam Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, bir şeylerin değişmesi gerektiğini fark etti.

“Önceki deneylerde, atomların kademeli olarak soğutulması tek bir yerde yapıldı. Kurulumumuzda, soğutma adımlarını zaman içinde değil, uzayda yaymaya karar verdik: Ardışık soğutma adımlarında ilerledikçe atomları hareket ettiririz.” Fizikçi Florian Schreck açıkladı.

“Sonunda, ultra-soğuk atomlar, BEC’de tutarlı madde dalgaları oluşturmak için kullanılabilecekleri deneyin kalbine ulaşıyor. Ancak bu atomları kullanırken, yeni atomlar zaten BEC’yi yeniden üretme yolundalar. bu şekilde süreci devam ettirebiliriz – aslında sonsuza kadar.”

Bu “deneyin kalbi”, deney süresince sürekli olarak doldurulabilen bir tank olan BEC’yi ışıktan koruyan tuzaktır.

Bununla birlikte, BEC’yi soğutma lazerlerinden gelen ışıktan korumak teoride basitken, pratikte yine daha zordu. Sadece teknik engeller değil, bürokratik ve idari engeller de vardı.

“2013’te Amsterdam’a taşındığımızda, bir inanç sıçraması, borç para, boş bir oda ve tamamen finanse edilmiş bir kişisel hibe ekibiyle başladık.” Fizikçi Chun Chia-chen şunları söyledi:aramaya kim öncülük etti.

“Altı yıl sonra, 2019 Noel sabahının erken saatlerinde, deney sonunda hedefe ulaştı. Son bir teknik sorunu çözmek için fazladan bir lazer ışını ekleme fikrimiz vardı ve çektiğimiz her fotoğraf anında BEC’yi gösterdi. , ilk sürekli dalga BEC.”

Sürekli atom lazerinin ilk kısmı – “sürekli atom” kısmı – elde edildiğine göre, ekip bir sonraki adımın sabit bir atomik ışını korumak olduğunu söyledi. Bunu, atomları sınırsız bir duruma getirerek ve böylece dağınık bir madde dalgası çıkararak başarabilirler.

BEC’ler için popüler bir seçim olan stronsiyum atomlarını kullandıklarını söylediler, bu olasılık heyecan verici fırsatlar sunuyor. Stronsiyum BEC’lerle atomik interferometri, örneğin görelilik ve kuantum mekaniğinde araştırmalar yapmak veya tespit etmek için kullanılabilir. yerçekimi dalgaları.

“Deneyimiz, tamamen yansıtıcı boşluklu aynalara sahip sürekli dalga optik lazerin malzeme dalgası analoğudur.” Araştırmacılar makalelerinde yazdı.

“Bu ilke kanıtı gösterimi, tutarlı sürekli dalga cihazlarının yapımını sağlayan, şimdiye kadar eksik olan yeni bir atom optiği parçası sağlar.”

Arama yayınlandı öfkeli doğa.