Fizikçiler ultra soğuk atomlar oluşturmak için bir cihaz bastı: şimdi kuantum deneyleri daha erişilebilir hale gelecek

Bilim adamlarının gelişimi, daha küçük, daha fazla şey yaratmanın daha hızlı ve daha rahat bir yoluna erişim sağlıyor

için istikrarlı, özelleştirilebilir kurulumlarkuantum deneyleri.  Bugün fizikçiler ultra soğuk atomları sentezlemek için lazer ışığı ve mıknatıslar kullanıyor. Ve sonuçta ortaya çıkan atomlar, örneğin en zayıf manyetik alanları bile tanımlamak veya saniyenin katrilyonda birine kadar doğrulukla saatler oluşturmak için kullanılıyor.  Bu nedenle fizikçiler uzun süredir ultra soğuk atom cihazlarını, navigasyona yardımcı olabilecekleri uzay araştırmalarından, yerçekimi kuvvetini tespit ederek yeraltı suyunun konumunu tam olarak belirleyebilecekleri hidrolojiye kadar çeşitli ortamlarda kullanmaya çalışıyorlar. Ancak atomları bu görevlerden herhangi birini yerine getirecek kadar soğutma işlemi genellikle karmaşık ve zordur.

Atomları soğutmanın ve kontrol etmenin anahtarıhassas biçimde ayarlanmış lazer ışığıyla onlara vuruyor. Sıcak atomlar saatte yüzlerce kilometre hızla hareket ederken aşırı soğuk atomlar neredeyse hareketsizdir. Fizikçiler, sıcak bir atoma lazer ışınıyla her çarpıldığında, ışığın ona, atomun bir miktar enerji kaybedecek, yavaşlayacak ve soğuyacak şekilde çarptığından emin oluyorlar. Tipik olarak bilim adamları, her biri 1,5 m olan bir laboratuvar masası üzerinde çalışırlar. Üzerine aynalardan ve merceklerden oluşan bir “labirent”in yerleştirildiği 2,5 m - ışığı kontrol eden optik bileşenler. Bu odadaki tüm aşırı soğuk atomların nerede olduğunu kontrol etmek için fizikçiler mıknatıslar kullanıyor: alanları “çitler” gibi davranıyor.

uzunluğuna sahip parçacık hızlandırıcılarla karşılaştırıldığındabirkaç kilometre veya büyük teleskoplar, bu deneysel tesisler küçüktür. Ancak, ticarileştirilemeyecek ve akademik laboratuvarların dışında uygulanamayacak kadar büyük ve kırılgandırlar. Fizikçiler, optik labirentlerindeki her küçük elementi hizalamak için genellikle aylar harcarlar. Sahada meydana gelebilecek en küçük ayna ve mercek sallanması bile önemli gecikmelere neden olacaktır. Böylece Nottingham araştırmacıları 3D baskıya yöneldiler.

Fizikçilerin kurulumu 0,15'ten az hacim kaplıyor10 büyük pizza kutusu yığınından biraz daha büyük olan metreküp. "Bu çok çok küçük. Nottingham doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı Somaya Madkhali, "Geleneksel bir kurulumla karşılaştırıldığında boyutu yaklaşık %70 oranında küçülttük" diyor. Bunu inşa etmek için o ve meslektaşları, kurulumlarını 3D yazdırdıkları bloklardan oluşturdular. Ekip, vakum odasını güçlü ama ağır metallerden yapmak yerine, onu daha hafif bir alüminyum alaşımından bastı. Lensleri ve aynaları da polimerden bastıkları bir tutucuya yerleştirdiler.

Minyatür kurulum başarıyla alındıçalıştı. Ekip, vakum odalarına 200 milyon rubidyum atomu yükledi ve optiklerin tüm bileşenlerine lazer ışığı göndererek ışığın atomlarla çarpışmasına neden oldu. Atomlar, tıpkı bilim adamlarının son 30 yıldır daha geleneksel aletlerle yaptığı gibi - 267 ° C'ye kadar düşük sıcaklıklarda bir örnek oluşturdu.

3D baskı kullanmanın büyük avantajıbilim adamlarının her bir bileşeni ayrı ayrı tasarlayabilecek olmalarıdır. Bu nedenle, yeni araştırma, bu temel fizik araştırma aracını daha erişilebilir ve ticari olarak kullanılabilir hale getirmede ileriye doğru bir adımdır. Fizikçiler, bu tür araçların akademi dışında, örneğin manyetik veya yerçekimi alanlarını algılayan kuantum sensörleri yapan şirketler tarafından kullanılacağını tahmin ediyor.

Okumak Daha öte:

Elektronların sıvı gibi hareket ettiği yeni bir metal ortaya çıktı.

Alıcıları aldatmak için özel bir ağırlık: İsrail'de alışılmadık bir eser keşfedildi

Yeni iOS 15: çıkış tarihi, iPhone tasarımı ve özellikleri. Bilinen her şeyi anlatıyoruz