Laser przewodnikiem atomów

Uczonym po raz pierwszy udało się udowodnić, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu lasera i mają wówczas takie same właściwości, jak światło w światłowodach. Osiągnięcie specjalistów z Australia National University będzie miało znacznie przy budowie urządzeń kwantowych, wymagających do pracy użycia sterowalnych fal materii. Takimi urządzeniami będą np. atomowe interferometry, wykorzystywane do pomiaru pola grawitacyjnego Ziemi.

Światłowód może przewodzić wiele modów światła, które nakładają się na siebie, tworząc charakterystyczny wzorzec. Udowodniliśmy, że gdy atomy w komorze próżniowej są przemieszczane w promieniu lasera, również i one tworzą wzorce - mówi profesor Ken Baldwin.

Jego zespół uwięził chmurę zimnych atomów helu, a następnie poddał je działaniu promienia lasera, który biegł aż do urządzenia obrazującego. Następnie stopniowo zmniejszano intensywność światła, aż do pojawienia się wzorca.

Potem ochłodziliśmy atomy tak, że zaczęły zachowywać się bardziej jak fala niż jak cząsteczka i utworzyły kondensat Bosego-Einsteina. Gdy kondensat został wprowadzony do światła lasera, wzorzec zanikł, co dowodzi, że przetransportowaliśmy jeden tryb - pojedynczą falę kwantową - mówi doktor Andrew Truscott.

Uczeni dowiedli, że mierząc czas, w jakim atomy przybywają do systemu obrazowania są w stanie odróżnić tryb wielomodowy (powstawania wzorca) od jednomodowego. Pomiary promienia wielomodowego pokazały, że atomy przybywają w grupach, jako wynik interferencji. Jednak jako, że kondensat Bosego-Einsteina zawiera tylko jeden tryb kwantowy, bez żadnej interferencji, gdy go przemieściliśmy również jej nie zaobserwowaliśmy - dodaje Truscott.

Dowiedliśmy zatem, że atomy mogą być przemieszczane w promieniu światła i mogą mieć wówczas takie same właściwości jak światło poruszające się w światłowodzie - mówi doktor Mattias Johnsson, twórca modelu teoretycznego do opisanych badań.

laser światło atom