Физичари су одштампали уређај за стварање ултрахладних атома: сада ће квантни експерименти постати приступачнији

Развој научника отвара приступ бржем и практичнијем начину за стварање малог, више

стабилне, прилагодљиве инсталације заквантни експерименти.&нбсп; Данас физичари користе ласерско светло и магнете за синтезу ултрахладних атома. А добијени атоми се користе, на пример, за идентификацију чак и најслабијих магнетних поља или за прављење сатова са тачношћу до квадрилионтиног дела секунде.&нбсп; Тако су физичари дуго покушавали да користе ултрахладне атомске уређаје у различитим окружењима, од истраживања свемира, где могу да помогну у навигацији, до хидрологије, где могу да одреде локацију подземне воде откривањем њене гравитационе силе. Али процес хлађења атома довољно да изврши било који од ових задатака је често сложен и тежак.

Кључ за хлађење и контролу атома јеударајући их прецизно подешеним ласерским светлом. Врући атоми се крећу брзином од стотине километара на сат, док су екстремно хладни атоми готово непомични. Физичари се старају да сваки пут када топли атом погоди ласерски сноп, светлост га удари на начин да атом изгуби нешто енергије, успори и постане хладнији. Научници обично раде на лабораторијском столу величине 1,5 м по&нбсп; 2,5 м, на којој је уграђен „лавиринт“ огледала и сочива - оптичке компоненте које контролишу светлост. Да би контролисали где су сви ултрахладни атоми у овој комори, физичари користе магнете: њихова поља делују као „ограде“.

У поређењу са акцелераторима честица дужиненеколико километара или великих телескопа, ови експериментални објекти су мали. Међутим, они су превелики и крхки да би се могли комерцијализовати и применити изван академских лабораторија. Физичари често проводе месеце усклађујући сваки мали елемент у својим оптичким лавиринтима. Чак и најмање подрхтавање огледала и сочива - што се може догодити на терену - резултираће значајним кашњењима. Тако су се истраживачи из Нотингема окренули 3Д штампању.

Инсталација физичара заузима мање од 0,15 запреминекубног метра, што је нешто веће од хрпе од 10 великих кутија за пицу. „Ово је веома, веома мало. Смањили смо величину за око 70% у поређењу са конвенционалном поставком“, каже Сомаиа Мадкхали, студент докторских студија у Нотингему и први аутор студије. Да би га изградила, она и њене колеге саставили су своју поставку од блокова које су 3Д штампали. Уместо да направи вакуумску комору од јаких, али тешких метала, тим ју је штампао од лакше легуре алуминијума. А сочива и огледала су убацили у држач, који су такође штампали од полимера.

Примљено минијатурно подешавање је успешнорадио. Тим је учитао 200 милиона атома рубидијума у ​​своју вакуумску комору и послао ласерско светло кроз све компоненте оптике, узрокујући судар светлости са атомима. Атоми су формирали узорак са температурама до -267 ° Ц - баш као што су научници радили са традиционалнијим инструментима у последњих 30 година.

Велика предност коришћења 3Д штампањаје да ће научници моћи појединачно да дизајнирају сваку компоненту. Стога је ново истраживање корак напред у прављењу овог основног алата за истраживање физике приступачнијим и комерцијално доступним. Физичари нагађају да ће се такви инструменти користити изван академских кругова, на пример у компанијама које производе квантне сензоре који осећају магнетска или гравитациона поља.

Читати Даље:

Појавио се нови метал у коме се електрони крећу попут течности

Посебна тежина за варање купаца: необичан артефакт откривен је у Израелу

Нови иОС 15: датум изласка, иПхоне дизајн и функције. Ми кажемо све што се зна