2009年9月22日
物理学家、诺贝尔奖获得者沃尔夫冈Ketterle一旦将其描述为一个原子的“认同危机”:如果原子被困在一个陷阱和温度冷却到接近绝对零度,他们凝聚-类似于蒸汽水并承担所有新条件:他们变得无法区分。这个集体的条件称为玻色-爱因斯坦凝聚态——其知识的父亲命名的。
就像一个巨大的浪潮中气体的海洋钙原子的玻色-爱因斯坦凝聚态飙升。它是由约。20 000个原子通常人眼不可见。然而描述原子量子力学的波,冷凝物中所有同步振荡和积累形成密集的巨浪。这样,原子的微观堆积突然变得宏观,因此可见。
物理学家在报道Bundesanstalt (PTB)现在已经成功地首次在全球范围内生产的玻色-爱因斯坦凝聚态碱土元素钙。碱土金属原子的使用创造了新的潜在的精密测量,例如引力场的决心。因为与之前的“bose - einstein”冷凝物碱原子,碱土金属反应响应波长在一百万倍光学作用——这一事实可用于超级准确的测量。结果已经发表在《物理评论快报》上。
量子力学的背景
原子气体在室温下表现得像一群野生:他们乱七八糟地飞行速度不同,相互碰撞,然后再扔在另一个方向。然而在极低的温度接近绝对零度点绝对零度(-273.15摄氏度)他们几乎停滞不前。在这一点上,量子力学的法律生效;这些不能观察到在日常生活中,有许多non-physicist令人不安的影响。原子小球体的想法不工作了。事实上,现在只能描述原子量子力学的波。像水波他们可以互相重叠。在玻色-爱因斯坦凝聚态的情况下,多达一百万个原子的波函数同步,堆积起来,形成一个巨大的浪潮。这些结构可以长到1毫米大小,他们可以拍照。礼物本身宏观缩影——观察者看到它了。 In the past few years, such Bose-Einstein condensates have been used for diverse investigations on the fundamentals of quantum mechanics, as a model system for solids or in quantum information.
潜在的应用
兴奋的波模式“bose - einstein”冷凝物非常适应他们的环境。因此,通过研究这些模式可以产生高度响应干涉型传感器,例如磁场也是因为万有引力。冷凝物的操纵和激发光。“bose - einstein”冷凝物生产到目前为止全世界都一个共同的缺点:他们广泛的光学转换不允许任何精密励磁。在“bose - einstein”冷凝物的情况下从碱土金属原子(如钙和锶,这两个被调查在PTB的适应性光学时钟)他们介绍光学转换提供新颖的精度潜力调查。可能是他们使用卫星,如地球物理学家,研究地球的变形,因此重力的变化。
方法
在全球肺结核有可能第一次生产碱土金属原子的玻色-爱因斯坦凝聚态。为此,2·106钙预冷原子磁光陷阱在温度20µk加载到光镊。由于疲软的夹持力热原子蒸发,剩下的原子被冷却。的温度通常是200 nK 105个原子达到临界温度。这其中,大约。2·104原子可以形成一个纯冷凝冷却。