Le développement des scientifiques ouvre l'accès à un moyen plus rapide et plus pratique de créer de petites, plus
La clé du refroidissement et du contrôle des atomes esten les frappant avec une lumière laser réglée avec précision. Les atomes chauds se déplacent à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres par heure, tandis que les atomes extrêmement froids sont presque immobiles. Les physiciens s'assurent que chaque fois qu'un atome chaud est touché par un faisceau laser, la lumière le frappe de telle manière que l'atome perd de l'énergie, ralentit et se refroidit. En règle générale, les scientifiques travaillent sur une table de laboratoire mesurant 1,5 m par mètre. 2,5 m, sur lequel est installé un « labyrinthe » de miroirs et de lentilles - des composants optiques qui contrôlent la lumière. Pour contrôler où se trouvent tous les atomes ultrafroids dans cette chambre, les physiciens utilisent des aimants : leurs champs agissent comme des « clôtures ».
Par rapport aux accélérateurs de particules d'une longueur dequelques kilomètres ou de grands télescopes, ces installations expérimentales sont de petite taille. Cependant, ils sont trop volumineux et fragiles pour être commercialisés et appliqués en dehors des laboratoires universitaires. Les physiciens passent souvent des mois à aligner chaque petit élément dans leurs labyrinthes optiques. Même le plus petit tremblement des miroirs et des lentilles - qui peut se produire sur le terrain - entraînera des retards importants. Les chercheurs de Nottingham se sont donc tournés vers l'impression 3D.
L'installation des physiciens occupe moins de 0,15 volumemètre cube, ce qui est légèrement plus grand qu'une pile de 10 grandes boîtes de pizza. «C'est très, très petit. Nous avons réduit la taille d'environ 70 % par rapport à une configuration conventionnelle », explique Somaya Madkhali, doctorante à Nottingham et première auteure de l'étude. Pour le construire, elle et ses collègues ont assemblé leur configuration à partir de blocs imprimés en 3D. Au lieu de fabriquer la chambre à vide à partir de métaux solides mais lourds, l’équipe l’a imprimée à partir d’un alliage d’aluminium plus léger. Et ils ont inséré les lentilles et les miroirs dans un support, qu'ils ont également imprimé en polymère.
Configuration miniature reçue avec succèstravaillé. L'équipe a chargé 200 millions d'atomes de rubidium dans leur chambre à vide et a envoyé une lumière laser à travers tous les composants de l'optique, provoquant la collision de la lumière avec les atomes. Les atomes ont formé un échantillon avec des températures aussi basses que -267 ° C - tout comme les scientifiques l'ont fait avec des instruments plus traditionnels au cours des 30 dernières années.
Le gros avantage d'utiliser l'impression 3Dest que les scientifiques pourront concevoir individuellement chaque composant. Par conséquent, la nouvelle recherche est un pas en avant pour rendre cet outil de recherche en physique fondamentale plus accessible et disponible dans le commerce. Les physiciens spéculent que de tels instruments seront utilisés en dehors du milieu universitaire, par exemple par des entreprises fabriquant des capteurs quantiques qui détectent les champs magnétiques ou gravitationnels.
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