Foreslået metode til at få et atom til at udsende det samme lys som et andet atom

(Phys.org) - Et team af forskere ved Princeton University har fundet en måde at få ethvert atom til at efterligne lysemissioner fra ethvert andet atom. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , teamet afslører, hvordan de afslørede dette trick og foreslår nogle applikationer, der kan have fordel af brugen.

Forskere inden for en række felter måler det lys, der udsendes fra atomer, når deres elektroner bevæger sig mellem energiniveauer for at identificere tilstedeværelsen af ​​et element - astronomer, for eksempel, kan registrere tilstedeværelsen af ​​argon i en stjerne ved at notere den unikke signatur af lys, som den udsender. Men det viser sig, at under visse omstændigheder, atomer kan få dem til at efterligne andre atomer. I denne indsats, fandt forskerne, at ved at manipulere det lys, der blev affyret mod et givet atom, de kunne få atomet til at udsende signaturen til ethvert andet atom.

De kan forårsage et argonatom, som bare et eksempel, at udsende den samme bølgelængde af lys som et hydrogenatom ved at forme pulsen af ​​laserlys, der blev affyret mod atomet. Vigtigere, den samme teknik kunne også bruges til at styre kvantetilstanden for det målrettede atom. At bruge lys til at få atomer til at gøre ting er ikke nyt, selvfølgelig; der er brugt kvantekontrol, for eksempel, at få kemikalier til at reagere på ønskede måder i et godt stykke tid. Men brug af lys til at kontrollere et atoms tilstand kan danne grundlag for nye applikationer - molekyler, der udsender forskellige farver, for eksempel, at skelne dem i biologiske processer.

Forskerne startede med ideen om at kontrollere et atoms tilstand ved hjælp af lys ved at bygge en model, der demonstrerede, at en enkelt lyspuls kunne fremkalde en hvilken som helst af et uendeligt antal atomtilstande, hvoraf nogle ville blive ioniseret - og ændre atomets tilstand på en bestemt måde, det blev noteret, kan forårsage en ændring i lysets bølgelængde, som det udsender. For at beregne hvilken pulsform der ville producere den ønskede bølgelængde, forskerne brugte Schrödinger -ligningen. Det skal bemærkes, at ideen stadig er teoretisk; forskerne fik faktisk ikke nogen atomer til at efterligne andre - det vil kræve arbejde fra et eksperimentelt team.

© 2017 Phys.org