| cyqdesign |
2021-12-10 23:38 |
原子激光器創(chuàng)造出類似于光的反射圖案
在冷卻到幾乎絕對零度的情況下，原子不僅像光一樣以波的形式移動，而且還可以聚焦成被稱為“焦散線”的形狀，類似于光在游泳池底部或通過一個彎曲的酒杯所產(chǎn)生的反射或折射圖案。 L
;6b+I
;avQ1T'{?g
在華盛頓州立大學(xué)的實驗中，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，通過在冷原子激光的路徑上放置有吸引力或排斥性的障礙物來看到這些物質(zhì)波的焦散線。其結(jié)果看上去像是彎曲的尖頂或褶皺，向上或向下的"V"形，研究人員在《自然·通訊》的一篇論文中描述了這一點。 a
"R7JjH
j:7* 3@f
[attachment=110017] 59V#FWe-
雖然這是基礎(chǔ)性研究，但這些焦散線有可能應(yīng)用于高度精確的測量或計時設(shè)備，如干涉儀和原子鐘。 DhZ:#mM{
GxxDY]!
"這是一個美麗的演示，說明我們?nèi)绾文軌蛞砸环N非常類似于操縱光的方式來操縱物質(zhì)波，"WSU杰出教授、該論文的資深作者Peter Engels說。"原子被重力加速，因此，我們可以模擬出用光很難看到的效果。另外，由于原子對許多不同的東西都有反應(yīng)，我們可以潛在地利用這一點來制造新型的傳感器，這些傳感器在檢測磁場、電場梯度或重力方面特別出色。" b)N[[sOt
Sa L"!uAk
為了實現(xiàn)這些效果，科學(xué)家們首先必須創(chuàng)造一個地球上最冷的地方，他們能夠在WSU的基礎(chǔ)量子物理實驗室中完成。Engels和他的同事們使用光學(xué)激光器從被困在真空室內(nèi)的原子云中取出能量，將其冷卻到非常接近絕對零度（-273.15攝氏度或-459.67華氏度）。 Wr NLGkt
vkJ)FEar
這種極端的寒冷使得原子的量子力學(xué)行為與我們熟悉的自然規(guī)律非常不同。在這些條件下，原子的行為不是像物質(zhì)粒子一樣，而是像波一樣移動。由這種原子形成的云被稱為玻色-愛因斯坦凝結(jié)物，是以最早預(yù)測這種物質(zhì)狀態(tài)的理論家阿爾伯特·愛因斯坦和薩蒂安德拉·納特·玻色命名的。 *P`v^&
vB^uxdt|m
在探索這些凝聚體的過程中，WSU的研究人員創(chuàng)造了一個冷原子激光器，這意味著波狀原子開始排成一列并一起移動。 'iJDWxCD
$H'8
#:[d_
論文第一作者馬倫-莫斯曼（Maren Mossman）說："激光是一種準直的、連貫的光子流，而我們基本上是在用原子做這件事，"他作為WSU的博士后研究員參與了這個項目，現(xiàn)在是圣地亞哥大學(xué)物理學(xué)的克萊爾-布特-盧斯助理教授。"這些原子有點像走在一起，表現(xiàn)得像一個物體。因此，我們決定看看如果我們戳一下它會發(fā)生什么。" Re>AsnA[
S@x}QQ|.
在這項研究中，研究人員通過在原子激光器的路徑上放置光學(xué)障礙物來"戳"它，基本上是將特定波長的激光照射到加速的原子流中。一種障礙物類型排斥原子，并在向下的褶皺形狀中產(chǎn)生焦散線；另一種障礙物吸引原子，在向上的尖頂形狀中產(chǎn)生焦散線。研究人員說，該系統(tǒng)也是非�？烧{(diào)的，這意味著他們可以改變原子加速的速度。原子激光器中的苛化現(xiàn)象從未真正被研究過，且具有如此的靈活性。 cgyp5\*>+
T=WNBqKo]
相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2021-12-atom-laser-patterns-similar.html
|
|