超快速激光脉冲详细展示了原子碰撞时发生的情况

使用持续时间仅为70 Femtoseconds的激光脉冲(二十一秒),物理学家比以往任何时候都更详细地观察到,因为原子碰撞时会发生什么。吉拉的实验,是一个联合研究所国家标准与技术研究所(NIST)科罗拉多大学博尔德分校,确认几十年的原子理论 - 像网球的原子 - 当他们击中某些东西时短暂地失去形式和能量。结果将帮助科学家研究其他原子规模过程,更好地了解物理法。

新数据在10月14日发出的物理审查信件中报告,在碰撞原子的电影中提供相当于缺失的帧(参见伴随图形中的模拟图像)。与网球击中球拍击中的情况一样,运动对于眼睛来说太快,但可以使用短的光闪光来检测。吉拉科学家之前,碰撞持续只有甚至更快的激光“闪烁”的碰撞,碰撞中的一半和碰撞持续了一半的碰撞,在碰撞中收集了原子属性的数据。

在JILA的实验中,大约有1000亿亿钾原子在一个密集的气体被挤进一个钛容器仅1平方厘米大小和加热到700摄氏度(1300华氏度)。这样的高温和大量的原子,这个实验的目的是最大化的原子碰撞。然后用快速交替的激光脉冲来“定格”动作。

来自第一个激光脉冲的能量被原子吸收,使它们处于一致的状态,发射出相同模式的电磁波。然后,第二束激光迅速击中原子,探测器捕捉到光束相互作用形成的信号束。来自第二个脉冲的光被“同步”的原子吸收并重新发射,而不是被正在碰撞并失去能量的原子吸收并重新发射。这个信号光束的强度,是两个脉冲之间延迟的函数,提供了一个“快照”,有多少原子在同一时间发生碰撞,以及它们的波型变化的细节。

http://www.nist.gov/

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