Atoms kā gaismas reostats

Atoma īpašības tiek mainītas patvaļīgi ar vadības lāzeru

Bonnas universitātes lāzeru fiziķi no viena atoma ir izveidojuši sava veida "gaismas dimmeru". © Volkers Lannerts / Bonnas universitāte
lasīt skaļi

Bonnas fiziķi ir izstrādājuši sava veida "gaismas reostatu", kas sastāv no viena atoma. Viņu apkalpo lāzera stars. Nākotnē līdzīgas sastāvdaļas, iespējams, tiks izmantotas kvantu komunikācijā, pētnieki ziņo žurnālā Physical Review Letters.

Viena no lieliskajām atrakcijām Vācijas vadošajā ekspresvilcienā ICE-3 ir stikla siena starp vadītāja kabīni un atpūtas telpu: parasti tā ir skaidra. Tomēr pietiek ar vienas pogas nospiešanu, un tagad tas kļūst necaurspīdīgā piena glāzē - Abrakadabra.

Bonnas universitātes kvantu fiziķi apgūst līdzīgu burvju triku. Ar vienu atšķirību: viņi strādā ar atsevišķiem cēzija atomiem, kas pēc pieprasījuma padara tos “caurspīdīgus” vai vairāk vai mazāk “necaurspīdīgus”.

Cēzija atoms "vieglajā būrī"

Jaunajam eksperimentam pētnieki ap profesoru Dīteri Meschede izmantoja arkveida spoguļus ar īpaši augstu atstarošanos. Viņi izlīdzināja spoguļa virsmas tā, lai tās būtu viena pret otru. Gaismas staru var izmest starp spoguļiem simtiem tūkstošu reižu.

Šajā "vieglajā būrī" viņi tagad ievietoja vienu cēzija atomu. Ar kontroles lāzeru, kas apstarots no sāniem, viņi pēc tam ļoti konkrēti mainīja šī atoma īpašības. Piemēram, viņiem izdevās ļaut gaismai iziet cauri būrim, to vājināt vai pat aizsprostot - līdzīgi kā blāvi. displejs

To, ka cēziju var izmantot kā tīru ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzi, Bonnas pētnieki jau ir varējuši parādīt pirms gada. "Bet tagad mēs varam mainīt atoma īpašības ar savu vadības lāzeru tieši tā, kā mēs to vēlamies, " saka Tobiass Kampschulte no Bonnas lietišķās fizikas institūta.

Jauks efekts: cēzijs kļūst vēsāks

Fiziķi ir īpaši gandarīti par negaidītu eksperimenta efektu: istabas temperatūrā Cēzija atomi ir diezgan dzīvīgi. Lai pētnieki varētu ar tiem īpaši manipulēt, pētnieki atdzesē atomus, līdz tie tik tikko pārvietojas. Tad satveriet tos ar sava veida gaismas pinceti un turiet tos vēlamajā vietā. Bet pat atdzesēti, atomi joprojām ir tik smalki, ka vidēji tos var noturēt tikai uz sekundi. Tad viņi paceljas.

Tomēr optiskajā būrī cēzijs vadības lāzera ietekmē atrodas daudz ilgāk - vidēji 16 sekundes. Tas ļauj fiziķiem vairāk laika eksperimentiem.

"Liekas, ka mūsu eksperimentālā iestatīšana turpina atdzesēt cēzija atomus un tādējādi tos noturēt ilgāk, " skaidro Kampschulte. Kāpēc tas tā ir, mēs precīzi nezinām.

(idw - Bonnas Universitāte, 06.10.2010. - DLO)