Et nyt simpelt skema for atominterferometri

Atominterferometre er enheder, der bruger stofs bølgekarakteristika til at måle fasen mellem atomare stofbølger for at adskille stier for at foretage højpræcise målinger af fysikelementer, såsom gravitations- og magnetfelter.

Atom-interferometre har også fundet vej ind i industrien og bruges i geologiske undersøgelser, mineraludforskning, miljøovervågning og til udvikling af præcise atomure.

Atominterferometre kontrollerer sædvanligvis stofbølger og især partikelhastighed ved hjælp af lasere. Væksten i atominterferometeranvendelse har således været stærkt knyttet til udviklingen af ​​avancerede lasersystemer, med mange nuværende modeller baseret på konstruktionen af ​​gitre fremstillet af laserstråler.

Det betyder, at et problem med disse systemer er, at de afhænger af den effektive drift af indviklede lasersystemer. Derudover, selvom denne metode har opnået prisværdig præcision, fejler den en smule, når man overvejer kortere bølgelængder.

I et nyt papir offentliggjort i The European Physical Journal D , beskriver forfatterne Johannes Fiedler og Bodil Holst, fra Universitetet i Bergen, Norge, udviklingen af ​​et kontinuerligt strålemonokromatorskema, der er i stand til at opnå enorm højhastighedsrensning baseret på atom-overfladediffraktion frem for brugen af ​​lasere.

Ordningen foreslået af forfatterne forenkler anvendelse i konstruktionen af ​​atominterferometre ved at reducere frihedsgrader til kun én vinkel.

Systemet foreslået af duoen er baseret på refleksionsatominterferometri, gør det muligt at forudvælge de hastigheder, hvormed stofstrålen bevæger sig, og tillader skemaet at blive tunet til en specifik konfiguration, mens det stadig tillader det at give atomstråler med højhastighedsforhold på tværs af en hastighedsområde.

Stofstrålen sendes gennem et nålehul, der sikrer, at partiklerne med en hastighed uden for et bestemt område vil blive blokeret. Den hastighedsafhængige spredning af denne stråle øges ved hjælp af tre refleksioner, hvilket er muliggjort ved at sikre, at de reflekterende overflader ikke bevæger sig i forhold til hinanden.

Skemaet præsenteret af holdet bruges i øjeblikket til en heliumstråle, der spreder hydrogenpassiveret silicium, men forfatterne siger, at den foreslåede enhed kan tilpasses til andre materialer og atomstråler.

Enhedens enkle design, der gør det muligt at "tune" den til en bestemt hastighed med en fast vinkel, sikrer, at den bliver nem at håndtere. Dette kan være afgørende for udviklingen af ​​bærbare atomgravimetre til kommercielle anvendelser inden for geologi og undersøgelser såsom prospektering og oliemåling.