Ny type lysinteraktion med atomer giver mulighed for at manipulere skyform

Et team af forskere ved Weizmann Institute of Science i Israel har fundet en ny måde at manipulere atomer ved hjælp af lys. I deres papir offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , teamet beskriver den nye teknik og mulige anvendelser til den.

Indtil nu, forskere har brugt to hovedteknikker til at manipulere atomer med lys. Det første indebærer at affyre en laser mod et enkelt atom for at ændre dets momentum. Den anden har været at få et atom til at "mærke" en elektrisk feltkraft forbundet med en lysstråle. Nu, forskere har udviklet en tredje teknik - en, der involverer affyring af en laser mod en atomsky.

Eksperimenterne involverede at skabe en sfærisk sky bestående af intet andet end millioner af kolde rubidium-87 atomer. Forskerne affyrede derefter en puls af infrarødt lys mod skyen (frekvensen blev beskrevet som "langt detuned" fra rubidium-87-overgange) og fandt skyen reagerede ved at opføre sig på samme måde som en linse, afbøjer lyset og får skyen til at blive længere og tyndere - lysstrålen pressede i det væsentlige kuglen til en ny form. Forskerne bemærker, at parametrene for den stråle, de affyrede mod skyen, var blevet idealiseret til at reducere kraften mellem lysets elektriske felt og de enkelte rubidiumatomer.

Forskerne foreslår, at ændringen i skyform skyldes laserens kollektive virkning på alle atomerne i skyen - bevarelse af momentum fik atomerne til at reagere på en kraft, der skubbede mod dem i en retning modsat nedbøjningen. Teamet har opfundet et udtryk for at beskrive den samlede effekt:elektrostriktion. De bemærker, at de kørte deres eksperimenter på stand Bose-Einstein kondensater og skyer ved højere temperaturer.

Fordi det er en global optisk kraft, forskerne bemærker, det kunne let ændres for at muliggøre let tuning af interaktioner med lasere - en forbedring i forhold til den nuværende besværlige metode. De foreslår, at deres teknik kan vise sig nyttig i fremtidige kolde atomeksperimenter, fordi den tillader inducering af interpartikelinteraktioner, der let kan vendes.

© 2017 Phys.org