De ontwikkeling van de wetenschappers opent toegang tot een snellere en gemakkelijkere manier om klein, meer te creëren
De sleutel tot het koelen en beheersen van atomen isze te raken met nauwkeurig afgestemd laserlicht. Hete atomen bewegen zich met snelheden van honderden kilometers per uur, terwijl extreem koude atomen vrijwel bewegingloos zijn. Natuurkundigen zorgen ervoor dat elke keer dat een warm atoom door een laserstraal wordt geraakt, het licht er zo op valt dat het atoom wat energie verliest, vertraagt en koeler wordt. Normaal gesproken werken wetenschappers op een laboratoriumtafel van 1,5 m per 2,5 m, waarop een "labyrint" van spiegels en lenzen is geïnstalleerd - optische componenten die het licht regelen. Om te bepalen waar alle ultrakoude atomen zich in deze kamer bevinden, gebruiken natuurkundigen magneten: hun velden fungeren als ‘hekken’.
In vergelijking met deeltjesversnellers met een lengte vanenkele kilometers of grote telescopen, deze experimentele faciliteiten zijn klein. Ze zijn echter te groot en te kwetsbaar om te worden gecommercialiseerd en toegepast buiten academische laboratoria. Natuurkundigen besteden vaak maanden aan het uitlijnen van elk klein element in hun optische labyrinten. Zelfs het kleinste schudden van spiegels en lenzen - wat in het veld kan gebeuren - zal aanzienlijke vertragingen opleveren. Dus de onderzoekers van Nottingham gingen over op 3D-printen.
De installatie van natuurkundigen neemt minder dan 0,15 volume in beslagkubieke meter, wat iets groter is dan een stapel van 10 grote pizzadozen. “Dit is heel, heel klein. We hebben de omvang met ongeveer 70% verkleind vergeleken met een conventionele opstelling”, zegt Somaya Madkhali, een promovendus uit Nottingham en eerste auteur van het onderzoek. Om het te bouwen, hebben zij en haar collega's hun opstelling samengesteld uit blokken die ze in 3D hebben geprint. In plaats van de vacuümkamer van sterke maar zware metalen te maken, printte het team deze van een lichtere aluminiumlegering. En ze stopten de lenzen en spiegels in een houder, die ze ook uit polymeer bedrukten.
Miniatuuropstelling succesvol ontvangenwerkte. Het team laadde 200 miljoen rubidium-atomen in hun vacuümkamer en stuurde laserlicht door alle componenten van de optica, waardoor het licht in botsing kwam met de atomen. De atomen vormden een monster met temperaturen zo laag als -267 ° C - net zoals wetenschappers de afgelopen 30 jaar hebben gedaan met meer traditionele instrumenten.
Het grote voordeel van 3D-printenis dat wetenschappers elk onderdeel afzonderlijk kunnen ontwerpen. Daarom is het nieuwe onderzoek een stap voorwaarts in het toegankelijker en commercieel beschikbaar maken van deze fundamentele natuurkundige onderzoekstool. Natuurkundigen speculeren dat dergelijke instrumenten buiten de academische wereld zullen worden gebruikt, bijvoorbeeld door bedrijven die kwantumsensoren maken die magnetische of zwaartekrachtvelden detecteren.
Lezen Verder:
Er is een nieuw metaal verschenen waarin elektronen bewegen als een vloeistof
Een speciaal gewicht voor het misleiden van kopers: er werd een ongewoon artefact ontdekt in Israël
Nieuw iOS 15: releasedatum, iPhone-ontwerp en functies. We vertellen alles wat bekend is