Lityum atomları artık lazer soğutmasına gerek kalmadan 10 mK altı bir ışın demetinde üretilebiliyor ve bu da yeni kuantum rejimlerinin etkilerinin araştırılmasının yolunu açıyor.
Atomları hapsetmeyi ve atomik saatlerin doğruluğunu korumayı içeren deneylerin yanı sıra temel sabitleri hassas bir şekilde ölçen deneylerin tümü soğuk atom ışınlarını kullanır. Bu ışınların çoğu lazerle soğutularak üretilir, ancak bu teknik kullanılabileceği elementler açısından sınırlıdır. Daha evrensel olarak uygulanabilir yöntemler olmasına rağmen, bunlar tipik olarak ya çok zayıf ya da orta derecede sıcak ışınlarla sonuçlanır. Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Daniel Heinzen ve arkadaşları tarafından güçlü bir soğuk atom ışını üretmek için yeni bir yöntem gösteriliyor.
Ekibe göre bu yaklaşım, daha önce mümkün olandan daha yüksek akılı ışınların üretilmesini mümkün kılarak, atom lazerleri veya atomik holografi gibi daha önce ışın parlaklığı ile kısıtlanmış olan konuların yeniden ele alınmasına kapı açabilir.
Heinzen ve meslektaşları yöntemlerini göstermek için lityum atomlarını kullandılar. Sıcaklık ilk olarak lityum olmayan bir “taşıyıcı” gazın bir nozülden genişletilip akıtılmasıyla 4,4 K’den yaklaşık 1 mK’ye düşürüldü. Gaza lityum atomları ekledikten sonra, lityum atomlarını bir ışın halinde yoğunlaştırmak için manyetik bir mercek kullandılar.
Bilim adamları, ışının 10 mK’dan daha düşük olan sıcaklığını ve lazer soğutma teknikleri kullanılarak oluşturulan ışınlarınkine benzer özellikleri olan 2.3 × 10–12 s–1‘e yakın olan akıyı değerlendirmek için floresan spektroskopi kullandılar.
Ekip, düşük sıcaklıktan dolayı kirişin metre uzunluğundaki bir atom depolama halkasında kullanılabileceği fikriyle özellikle hevesli. Bir depolama halkasındaki atomlar hareket ettikçe daha da fazla soğuyabilir, bu da ışının madde-dalga fiziği için yeni bir rejim olan kuantum davranışlarının baskın olduğu sıcaklıklara ulaşmasını sağlar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s3
